用牛顿环产生的干涉条纹测量液体的折射率

利用牛顿环和分光计原理测液体折射率项目主持人：作者单位：指导教师：XX学院XX年XX月目录目录 (2)摘要 (3)牛顿环和分光计测折射率实验仪器，目的 (3)牛顿环测折射率实验原理 (3)分光计测折射率实验原理 (4)牛顿环测折射率实验内容 (6)分光计测折射率实验内容 (7)牛顿环测折射率实验数据 (9)分光计测折射率实验数据 (10)牛顿环与分光计测折射率实验比较 (12)摘要本文结合牛顿环实验，分光计实验，阐述了测量液体折射率的实验原理，并研究出了具体的测量方法，最后对水的折射率进行了测量，并得出了较为准确的测量结果。

关键词:牛顿环、分光计、折射率、等厚干涉、三棱镜、液体、极限角【实验仪器】牛顿环实验：JCD3型读数显微镜，牛顿环，钠光灯，凸透镜(包括三爪式透镜夹和固定滑座)，水。

分光计实验： JJY型分光计一台、平面镜、三棱镜两个、钠灯一个、水和酒精。

【实验目的】1、利用牛顿环的干涉原理测量水的折射率。

2、利用分光计的折射原理测量水（酒精）的折射率。

【实验原理】牛顿环实验一个曲率半径相当大的平凸透镜与另一平面玻璃,如图1所示装置,在两玻璃面之间,便形成了很薄的类似劈尖的空气层。

单色光源发出的光,经过透镜变成一束平行光,再经倾斜45°的半透明平面镜反射后,垂直地照射到平凸透镜的表面上。

入射光在空气薄层的上下两表面反射后,其中一部分穿过平面镜M,进入显微镜T。

在显微镜中可以观察到以O点为中心的环形干涉条纹,如图2所示,称为牛顿环。

66 2图1 图2前期我们做了牛顿环实验，可知一些基本原理。

由图1可知，光程差&=2e+ 5.89310m λ-=⨯/2由图可知R^2=r^2+(R-e ）^2当e<<R 时，划去e^2（最小量） 得e=r^2/2R&=r^2/R+ 5.89310m λ-=⨯/2=(2k+1)* /2(暗条纹） 所以rk^2=kR 5.89310m λ-=⨯(k=0,1,2,3……）则有rm^2-rn^2=(m-n)R* 5.89310m λ-=⨯因为圆心不以测定，故去直径替代半径，有Dm=2rm即曲率半径R=（Dm^2-Dn^2)/4*(m-n)* 5.89310m λ-=⨯滴水后有R=N(D`m^2-D`n^2)/4*(m-n)* 5.89310m λ-=⨯ （N 为水的折射率）所以有R/R=1=*N整理可得N=分光计实验光从一种介质进入另一种介质时，其入射角i 的正弦跟折射角r 的正弦之比，被定义为光从介质1进入介质2时的相对折射率n 12，即rin sin sin 12= （1）介质相对于真空的折射率叫做介质的绝对折射率。

摘要：由牛顿发现利用用一个曲率半径大的凸透镜和一个平面玻璃相接触，用单色光照射，则出现明暗相间的单色圆环。

这种光学现象被称为“牛顿环”。

利用牛顿环的光学原理测量液体折射率，是一种十分可行的方法，本文中阐述了牛顿环的光学原理和测量蓖麻油折射率的实验原理,并研究出了具体的测量方法,最后对蓖麻油的折射率进行了测量,并得出了较为可靠地数据结果。

English abstract:By Newton found use in a large radius of curvature of the convex lens and a flat glass contact, with monochromatic light illuminate, appear with monochromatic light and shade is ring. This optical phenomenon is known as \"Newton ring\". Using the optical principle of Newton's rings measuring liquid refractive index, is a very feasible method, this article elaborated the Newton ring optical principle and the principle of measuring refractive index of castor oil experiment, and worked out the specific measurement method, finally, the refractive index were measured, castor oil and it is concluded that the more data results in a reliable way.关键词：牛顿环、折射率、逐差法Keywords:Newton's rings, refractive index, by differential method目录摘要 (1)关键词 (1)一、牛顿环 (2)（一）牛顿环简介 (3)（二）牛顿环原理 (3)二、牛顿环测量水的折射率 (5)（一）测量原理 (5)（二）实验测量方法 (5)（三）实验步骤 (5)（四）实验数据及其计算 (6)1、牛顿环测量空气的折射率 (6)2、牛顿环测量水的折射率 (7)3、水的折射率的计算 (8)三、误差分析 (8)四、实验结果及其结论 (9)五、结束语 (10)参考文献 (10)一、牛顿环（一）牛顿环简介17世纪初，物理学家牛顿在考察肥皂泡及其他薄膜干涉现象时，把一个玻璃三棱镜压在一个曲率已知的透镜上，偶然发现干涉圆环，并对此进行了实验观测和研究。

牛顿环法测液体折射率的实验研究折射，一种光的自然现象，它的发生依赖于光的波长，以及光折射介质的折射率。

折射率，一种介质的物理量，它决定了光在介质中传播时发生的折射程度，以及光在介质中传播时被改变的波长。

而在本文中，我们将聚焦于探讨牛顿环法在测量液体折射率方面的研究。

牛顿环法是科学家发明的一种用来测量折射率的方法。

牛顿环法包括三个步骤：先用现成的玻璃片做半透镜，然后放在一个有反射环的容器中，最后将容器放置在一个照明设备的照射下。

当照射的光线被半透镜反射到反射环上时，一条光线就会被反射到另一边的反射环上，这条光线被称为真实线。

然后将液体放入容器中，当液体反射的光线穿过液体时，它会发生折射，折射的光线称为反射线。

当真实线和反射线分别出现在反射环上时，从里面测试发现他们会有一定量的角度偏移，这个角度偏移就是液体折射率的测量值。

牛顿环法过程中涉及到的各种因素会对测量结果产生影响，例如物体的表面粗糙程度，物体的折射角等等。

若物体表面存在粗糙程度，那么光辐射就会发生反射，影响对物体表面光折射率的测量。

此外，假如物体表面折射角大于90°，就会发生全反射，因此无法通过牛顿环法测量物体折射率。

为了尽可能准确地测量液体折射率，应该采取一定的措施，确保物体表面粗糙程度尽可能小，而且物体表面的折射角应小于90°，有助于获得准确的测量结果。

折射率的测量精度受多种因素的影响，比如照明设备的光强，以及反射环的折射率。

所以为了确保测量结果的准确性，应该使用较强的光源，而且反射环的折射率应尽量接近样本，这样可以提高测量结果的准确性。

在本文中，我们着重探讨了牛顿环法在测量液体折射率方面的应用。

牛顿环法是一种简便而有效的方法，能够准确测量出液体的折射率，并且特殊器件不多，常见的玻璃片和反射环就可以搭建出一个实验装置。

另外，牛顿环法有一系列特定的条件，必须要满足，才能得到准确的测量结果，例如物体表面的粗糙程度，以及物体的折射角等等。

实验7 分光计的调整与使用★1、本实验所用分光计测量角度的精度是多少？仪器为什么设两个游标?如何测量望远镜转过的角度?本实验所用分光计测量角度的精度是:1＇.为了消除因刻度盘和游标盘不共轴所引起的偏心误差，所以仪器设两个游标。

望远镜从位置Ⅰ到位置Ⅱ所转过的角度为2)_()('1'212ϕϕϕϕϕ+-=，注：如越过刻度零点，则必须按式)(120360ϕϕ--来计算望远镜的转角。

★2、假设望远镜光轴已垂直于仪器转轴，而平面镜反射面和仪器转轴成一角度β,则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的？此时应如何调节？试画出光路图。

反射的小十字像和平面镜转过180o 后反射的小十字像的位置是一上一下,此时应该载物台下螺钉，直到两镜面反射的十字像等高，才表明载物台已调好。

光路图如下：★3、对分光计的调节要求是什么?如何判断调节达到要求?怎样才能调节好? 调节要求:①望远镜、平行光管的光轴均垂直于仪器中心转轴；②望远镜对平行光聚焦（即望远调焦于无穷远）；③平行光管出射平行光；④待测光学元件光学面与中心转轴平行。

判断调节达到要求的标志是：①望远镜对平行光聚焦的判定标志;②望远镜光轴与分光计中心转轴垂直的判定标志；③平行光管出射平行光的判定标志；④平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直的判定标志。

调节方法：①先进行目测粗调；②进行精细调节:分别用自准直法和各半调节法进行调节。

4、在分光计调节使用过程中,要注意什么事项？①当轻轻推动分光计的可转动部件时，当无法转动时，切记不能强制使其转动，应分析原因后再进行调节。

旋转各旋钮时动作应轻缓.②严禁用手触摸棱镜、平面镜和望远镜、平行光管上各透镜的光学表面，严防棱镜和平面镜磕碰或跌落。

③转动望远镜时，要握住支臂转动望远镜，切忌握住目镜和目镜调节手轮转动望远镜。

④望远镜调节好后不能再动其仰角螺钉。

5、测棱镜顶角还可以使用自准法，当入射光的平行度较差时，用哪种方法测顶角误差较小?ϕ21=A 的成立条件是入射光是平行的，当入射光的平行度较差时，此公式已不再适用,应用自准直法测三棱镜的顶角，用公式ϕ-=1800A 来计算，误差较小。

液体折射率随温度改变的研究吴俊慷;刘博;刘鹏;张建华【摘要】Abbe refractometer and constant temperature water bath are used to study liquid refractive index. Materials we measured including Jinlongyu blend oil,Jinlongyu corn oil,Fulinmen blend oil,and expired Jin-longyu blend oil. With the analysis of the data we measured,we got these conclusions including the refractive index decreases with temperature increase,the relationship of refractive index between these four kinds of oil, comparisons of the four kinds of oil while its refractive index changes with temperature. Finally analyzed the causes of phenomena combining with related theories.%利用阿贝折射仪配合水浴缸控温对液体折射率进行测量。

测量液体包括金龙鱼调和油、金龙鱼玉米油、福临门调和油以及过期的金龙鱼调和油。

根据数据分析得到了所有实验材料折射率随温度变化规律、四种油类材料的折射率间的相对大小关系、四种油类材料的折射率随温度升高而降低的情况对比等实验结论。

并结合相关理论分析现象产生的原因。

【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P32-35)【关键词】折射率;温度;阿贝折射仪;食用油【作者】吴俊慷;刘博;刘鹏;张建华【作者单位】浙江大学，浙江杭州 310027;浙江大学，浙江杭州 310027;浙江大学，浙江杭州 310027;浙江大学，浙江杭州 310027【正文语种】中文【中图分类】O4-34食用油作为人类生产生活中重要的液体，与人类的身体健康水平有着密切的关系，在任何时间与任何地域的人类社会生活中都具有十分重要的地位。

牛顿环现象及其应用高慧【摘要】文章从牛顿环干涉的原理出发,分析了牛顿环干涉和等倾干涉的区别,列举了5种由不同形状的透镜组合而形成的牛顿环装置,给出了牛顿环暗环半径平方的统一公式,最后探讨了牛顿环的应用.【期刊名称】《安徽水利水电职业技术学院学报》【年(卷),期】2017(017)003【总页数】3页(P77-79)【关键词】牛顿环;等厚干涉;透镜组合【作者】高慧【作者单位】蚌埠学院,安徽蚌埠 233030【正文语种】中文【中图分类】O436.1Abstract :Based on the principle of Newton's ring interference, this paper analyzes the difference between Newton's ring interference and the equal inclination interference, and lists five Newton's ring devices formed by the combination of different shape lens. The unified formula of the square of the dark ring radius is given. Finally, the application of Newton's ring is discussed.Key words:Newton's Rings; equal thickness interference; combination oflens1675年,牛顿为了研究薄膜的颜色而发现牛顿环,当时的实验装置是将一个平凸透镜的凸面,放在一平面玻璃上,然后让光线直射镜面,结果发现了一系列明暗相间的光环,即所谓的“牛顿环”。

牛顿曾试图用光的微粒说来解释并未成功,最终由托马斯·杨利用光的干涉原理很好的解释了牛顿环现象。

利用牛顿环测液体的折射率【摘要】本文结合牛顿环干涉原理测量空气折射率的方法，阐述了测量液体折射率的实验原理，并研究出了具体的测量方法，最后对水的折射率进行了测量，并得出了较为准确的测量结果。

一、实验目的：牛顿环是一种典型的等厚薄膜干涉现象，能充分显示光的波动性。

本文通过研究对比空气和水在牛顿环里发生的干涉现象，更新了液体折射率的测试方法，使牛顿环的应用更加丰富，开拓了物理实验的新视野。

二、设计原理当以波长为x 的钠黄光垂直照射到平凸透镜上时，由液体膜上，下表面反射光的光程差以及干涉相消。

即暗纹条件：式中e 为某一暗纹中心，所在处的液体膜厚度，k 为干涉级次。

利用图中的几何关系，可得：R r e 2/2= (r 为条纹半径），代入（1）式，有......)2,1,0(2/)12(2//2=+=+=n n R nr λλδ （2）则暗纹半径......)2,1,0(/==n k nR r k λ （3） 若取暗纹观察，则第m ，k 级对应的暗环半径的平方n mR r m/2λ= （4）k nR r n /2λ= （5）两式相减得平凸透镜的曲率半径)/()(22n m n r r R n m--= （6） 观察牛顿环时我们也将会发现牛顿环中心由于形变，灰尘，水等的影响，中心不是一点，而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。

目因而圆心不易确定。

故常取暗环的直径替换。

进而有λ)(4/)(22n m n D D R n m--= （7） 同理对于空气膜。

则有λ)(4/2'2'n m D D R n m--= （8） 式（7）与式（8）相比，可得：)/()(222'2'n m n mD D D D n --= （9） 由（9）式可知，只要测出同一装置（相同的平凸透镜和平面的玻璃板）下的空气膜和液体膜的条纹直径，即可求出液体的折射率。

三、设计方案 1.调整实验装置将牛顿环装置放在毛玻璃上。

师大学毕业论文论文题目：利用牛顿环测量水的折射率系别：物理系专业：物理学班级：09A班学生：马援奎学号：指导教师：袁海良职称：副教授最后完成时间：本科毕业论文（设计）题目审批表系别：班级：专业：本科毕业论文（设计）中期检查表系别：班级：专业：本科毕业论文（设计）指导教师评语系别：班级：专业：本科毕业论文（设计）答辩记录表系别：班级：专业：利用牛顿环测量水的折射率实验马援奎摘要：由牛顿发现利用用一个曲率半径大的凸透镜和一个平面玻璃相接触，用单色光照射，则出现明暗相间的单色圆环。

这种光学现象被称为“牛顿环”。

利用牛顿环的光学原理测量液体折射率，是一种十分可行的方法，本文中阐述了牛顿环的光学原理和测量蓖麻油折射率的实验原理,并研究出了具体的测量方法,最后对蓖麻油的折射率进行了测量,并得出了较为可靠地数据结果。

English abstract:By Newton found use in a large radius of curvature of the convex lens and a flat glass contact, with monochromatic light illuminate, appear with monochromatic light and shade is ring. This optical phenomenon is known as \"Newton ring\". Using the optical principle of Newton's rings measuring liquid refractive index, is a very feasible method, this article elaborated the Newton ring optical principle and the principle of measuring refractive index of castor oil experiment, and worked out the specific measurement method, finally, the refractive index were measured, castoroil and it is concluded that the more data results in a reliable way.关键词：牛顿环、折射率、逐差法Keywords:Newton's rings, refractive index, by differential method目录摘要 (6)关键词 (6)一、牛顿环 (7)（一）牛顿环简介 (7)（二）牛顿环原理 (8)二、牛顿环测量水的折射率 (9)（一）测量原理 (9)（二）实验测量方法 (10)（三）实验步骤 (10)（四）实验数据及其计算 (10)1、牛顿环测量空气的折射率 (10)2、牛顿环测量水的折射率 (12)3、水的折射率的计算 (13)三、误差分析 (13)四、实验结果及其结论 (14)五、结束语 (14)参考文献 (15)一、牛顿环（一）牛顿环简介17世纪初，物理学家牛顿在考察肥皂泡及其他薄膜干涉现象时，把一个玻璃三棱镜压在一个曲率已知的透镜上，偶然发现干涉圆环，并对此进行了实验观测和研究。

1 引言1.1选题背景折射率是物质的基本特性参量，测量折射率是物理实验重要内容之一。

由于在大量的物理现象中，物质的折射率具有决定性的意义，因此对其测量的方法也很多，各种方法各有优点 , 也各有其局限性 , 并且测量精度也不尽相同。

在固体材料中．测量各种光学玻璃或其他光学材料的折射率和色散曲线是很重要的。

但对于气体或液体，折射率的测定和色散现象的研究，也有重要的工业上的应甩和科学研究的意义。

化学及化学工业方面，对于水溶液及其他透明溶液中，溶质成份及微量杂质的研究，更是必需的。

溶液的折射率也与溶液性质及浓度有关，因此测定了折射率也就可以决定混和气体或溶液中某一成份的浓度所以，测定液体浓度，除了化学方法与其他方法外，也可以用光学的方法。

传统的测量折射率的方法很多，归纳起来测可分为两类：一是应用折射定律及反射、全反射定律，通过准确测量角度来求折射率的几何光学方法，比如最小偏向角法、掠入射法、全反射法等。

另一类是利用光通过介质(或由介质反射)后，透射光的位相变化(或反射光的偏振态变化)与折射率密切相关的原理来测定折射率的物理光学方法，比如布儒斯特角法、干涉法等。

通常，液体折射率的测量方法都以折射定律为基础，一般都可以归结为测角法。

这些方法传统、操作简单，但有一定的局限性，且测量精度不够高。

牛顿环是精密测量仪器，如果用牛顿环测液体折射率测得结果应该比较准确。

1.2本设计方法的介绍及优点实验中应采取何种方法 ,要根据具体情况而定 , 灵活应用 , 以期达到我们所要求的结果。

液体折射率的测量要比固体折射率的测量复杂，而且，引进的测量误差也较大。

本文介绍的用牛顿环干涉的方法和光在液体内传播的特性，测量液体折射率，其不仅物理意义明确，方法简单，而且获得较好的测量结果。

牛顿环又称“牛顿圈”。

在光学上，牛顿环是一个薄膜干涉现象。

光的一种干涉图样，是一些明暗相间的同心圆环。

例如用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触，在日光下或用白光照射时，可以看到接触点为一暗点，其周围为一些明暗相间的彩色圆环；而用单色光照射时，则表现为一些明暗相间的单色圆圈。

等厚干涉的几点应用1摘要：详细研究了利用两种等厚干涉的实验（劈尖干涉和牛顿环）的原理来测量细丝的直径、测量液体的折射率，并由此引申出测液体的浓度。

粗略探讨了利用等厚干涉来检验工件的平整程度。

关键词：等厚干涉、劈尖、牛顿环、细丝直径、液体的折射率、浓度、工件平整度。

2引言课本上介绍了两种等厚干涉，分别是劈尖干涉和牛顿环。

劈尖干涉:当光近乎垂直地照射到折射率为n,且倾角很小为θ的透明劈尖上时，光线的入射角可以视为不变的常数，则反射光在相遇点的相位差只取决于产生该反射的薄膜厚度，薄膜上厚度相同的地方所产生的光程差相同，因而形成一组平行于劈尖顶的明暗相间的、等宽、等间距的直条纹。

牛顿环：将一个凸面曲率半径R很大的平凸透镜A放在一平面玻璃板B上，两者在O点接触。

平凸透镜的凸面和玻璃板的上表面之间形成一空气薄层，空气薄层的厚度从O点向外逐渐增大，在以O点为中心的任一圆周上各点处的空气薄层的厚度都相等。

当单色平行光垂直入射到空气薄层上时，空气薄层上下表面反射的光产生干涉。

这些干涉条纹是一组以O点为中心的明暗相间的同心圆环，称为牛顿环，如上面右图所示。

将实验中的器具略加改变就可以用来测量液体的折射率以及细金属丝的直径。

3 测细丝的直径如图所示：在两块平板玻璃之间放入待测细丝。

使两块玻璃之间形成劈尖形的空气薄膜，用单色光垂直照射。

光线在劈尖顶处形成暗条纹（半波损失），在其他位置：设空气膜厚度为e ，光的波长为λ,光程差为δ，则有当δ=k λ时，出现明条纹，当δ=（2k+1）λ\2时，出现暗条纹。

则相邻两条暗条纹光程差为Δδ=λ,对应的薄膜厚度差为e=λ\2;因此只要数出劈尖顶O 到任意一点K 处处的暗条纹数k,就能够计算出这k 条暗条纹对应的厚度差为k λ\2,则K 点距地面玻璃的高度为k λ\2+λ\2,再测出O 、K 两点的水平距离L,则劈尖倾角的正切值是tan θ= (k λ\2+λ\2) \L,设O 点到细丝处的水平距离为S ，则细丝的直径d=S*tan θ。

实验10 用直流电位差计校准电表1.如果要校正电压表，线路图该怎样设计？答：先把待测表调零，将标准表和待测表并接，调整待测表读数与标准表读数一致即可。

2.如果用普通电阻（例如偏差为5%）代替标准电阻，能否校正在本实验中使用的毫安表？答：可以。

实验14 用牛顿环测透镜曲率半径1．如果将纳光灯换为白光光源,所看到的牛顿还将会有什么特点? 答：所看到的牛顿环中间仍是暗斑,但暗斑往外形成彩纹,由于白光光源有不同波长的单色光组成,所以相干的光程差不同.2 .为什么说读数显微镜测量的是牛顿环的直径,而不是牛顿环放大像的直径?答：因为在测量时被放大牛顿环直径时,显微镜内的叉丝(即标尺)也放大,移动叉丝测量的直径为所得直径.3.为何牛顿环不一样宽,而且随级数增加而减少?答：由于牛顿环上透镜是球面，下透镜是平面，所以靠近中间位置空气膜比较薄，因此光程差小，所以中间条纹宽，而边缘处相反。

二．迈实验15 迈克尔逊干涉议测光波波长1.在麦克尔逊干涉实验中，等厚干涉与等倾干涉条纹有什么区别？等厚干涉：干涉条纹是明暗相间的直条纹等倾干涉：干涉条纹是一系列与不同倾角θ（出或入射角）相对应的明暗相间的同心圆环条等倾干涉纹2.怎么利用迈克尔逊干涉仪测量透明介质的折射率？答：①以钠光为光源调出等倾干涉条纹。

②移动 M2 镜，使视场中心的视见度最小，记录 M2 镜的位置；在反射镜前平行地放置玻璃薄片，继续移动 M2 镜，使视场中心的视见度又为最小，再记录 M2 镜位置，连续测出 6 个视见度最小时 M2 镜位置。

③用逐差法求光程差∆d 的平均值，再除以该透明介质得厚度，就是折射率实验16 光栅衍射光谱及光波波长的测定1. 试分析光栅衍射光谱变化的特点和规律答：当入射光线为平行单色光是，得到明暗相同的衍射条纹,明条纹很窄,相邻明条纹见的暗区间的暗区很宽,当入摄光为白光时 ,中央零放明纹们为白光.其两册则形成各种颜色条纹的光谱,不同波长由短到长的次序自中央向外侧依次分开排列,形成由紫到红对称排列的彩色光带.2. 实验中狭缝太宽或太窄时将会出现什么现象?为什么?答：狭缝太宽最终也只会形成白光,由衍射形成条件,当光波波长比缝大得多才能明显衍射; 由光栅公式(a+b)sinφ=kλ可知狭缝太窄则给人一种形成单色光的感觉,因为光强太弱,而没有射条纹.实验17 偏振光分析1.研究光的偏振物性有何意义?有哪些实际应用?答：研究光的偏振性质可以把它用于各个领域,例如利用偏振光读出光盘记录的信息;利用偏振光放立体电影和做糖度计;利用偏振光分析物质内部产生的应力的光弹性学;利用偏振光的反射研究表面状态等.由于偏振光具有包括偏振方向在内的更多的信息,偏振光可作为高效信息的传输和测试手段,而用计算机进行控制处理,又能将复杂的偏振光通过计算机界面直观地显示出来2.如果在互相正交的偏振片 P1.P2 中间插入一块λ/2 片,使其光轴与起偏器 P1 的偏振化方向平行,那么,透过检偏器 P2 的光是亮的还是暗的?为什么?将检偏器 P2 转动 90 度后光是亮的还是暗的?为什么? 答：a 暗的，没有设变振的方向 b 暗的，相当于 180 度夹角，振动方向还是一样。

一.实验的目的和意义1 .通过阿贝折射仪测水，糖水，玻璃的折射率，掌握阿贝折射仪的使用，同时了解掠入射法测定液体折射率，反射法和掠入法测固体折射率，即掌握使用阿贝折射仪测定物质折射率的方法，另外通过对葡萄糖溶液折射率的测定，确定其浓度。

2.通过自行搭建干涉装置，掌握分振幅法产生双光束以实现干涉的原理，观察非定域干涉条纹，掌握用干涉条纹计数法测量空气折射率的原理与方法。

3.通过研究对比空气和水在牛顿环里发生的干涉现象，更新了液体折射率的测试方法，使牛顿环的应用更加丰富，开拓了物理实验的新视野。

二.实验基础知识与实验原理1.阿贝折射仪是测物质折射率的专用仪器，他能快速而准确地测出透明液体，半透明液体或固体材料的折射率。

阿贝折射仪的光学系统由望远系统和读数系统组成，应用阿贝折射仪测量物质的折射率的方法是建立在全反射原理基础上的掠入射法，其中液体折射率由掠入射法测定而固体折射率由掠入法和反射法测定。

图 1 望远系统读数系统读书系统光路图图 2（阿贝折射仪）2.牛顿环测液体折射率,其中牛顿环是一种典型的等厚薄膜干涉现象，能充分显示光的波动性。

本文通过研究对比空气和水在牛顿环里发生的干涉现象，更新了液体折射率的测试方法，使牛顿环的应用更加丰富，开拓了物理实验的新视野。

图3（牛顿环）牛顿环是一种典型的等厚薄膜干涉现象，能充分显示光的波动性。

本文通过研究对比空气和水在牛顿环里发生的干涉现象，更新了液体折射率的测试方法，使牛顿环的应用更加丰富，开拓了物理实验的新视野。

设计原理当以波长为x 的钠黄光垂直照射到平凸透镜上时，由液体膜上，下表面反射光的光程差以及干涉相消。

即暗纹条件：)1......)(2,1,0(2/)12(2/2=+=+=n n ne λλδ 式中e 为某一暗纹中心，所在处的液体膜厚度，k 为干涉级次。

利用图中的几何关系，可得：R r e 2/2= (r 为条纹半径），代入（1）式，有图4......)2,1,0(2/)12(2//2=+=+=n n R nr λλδ （2）则暗纹半径......)2,1,0(/==n k nR r k λ （3）若取暗纹观察，则第m ，k 级对应的暗环半径的平方nmR r m /2λ= （4） knR r n /2λ= （5）两式相减得平凸透镜的曲率半径)/()(22n m n r r R n m --= （6）观察牛顿环时我们也将会发现牛顿环中心由于形变，灰尘，水等的影响，中心不是一点，而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。

折射率测量方法综述冯明庆摘要：本文主要研究了晶体、液体、气体折射率的测量方法。

对晶体主要以V形棱镜法、最小偏向角法、掠入射法；对液体主要以用V棱镜折射仪测定液体折射率的可测范围、采用掠射法和牛顿环的实验装置测量液体折射率;对气体主要以利用经验公式求折射率的方法、用瑞利干涉仪测量空气折射率、利用激光干涉仪测量空气折射率。

另外还探讨了基于几何信息、光强、共振波长调制的三种新型折射率测量方法。

关键词：折射率掠入射法棱镜CCDMethods of measuring the refractive indexFeng MingqingAbstract：This paper mainly study crystal，liquid, gas refractive index measurement method. For the crystal，we mainy use the V-shaped crystal prism method, minimum deviation angle method，grazing incidence method; For the liquid,we mainly use the measured with the V prism refraction of the refractive index can be measured，use of grazing method and the Newton ring experiment used to measure the refractive index ；For the gas,we mainly use the empirical formula are the refractive index of the method，Rayleigh interferometer measurement of refractive index of air，using laser interferometers to measure refractive index of air。

牛顿环干涉实验原理
牛顿环干涉实验是一种基于光的干涉现象的实验，在实验中使用一对平行的透明平板与光源来观察干涉现象。

其原理基于光的波动性和光的干涉现象。

在牛顿环干涉实验中，光源照射到透明平板上时，会产生由透射和反射所组成的两束光线。

当这两束光线在平板的上表面和下表面发生反射和折射时，会发生干涉现象。

干涉所产生的光线会在平板之间形成明暗相间的圆环条纹，这就是所谓的牛顿环。

牛顿环干涉实验中，圆环条纹的亮暗是由平板的厚度以及光的波长决定的。

当平板的厚度非常薄或很正好是某一波长的整数倍时，圆环条纹会显示出非常明亮的干涉环。

而当平板的厚度接近光的波长的奇数分之一时，圆环条纹则会显示出暗环。

通过观察牛顿环干涉实验中的圆环条纹，可以用来测量光的波长、媒质的折射率以及平板的曲率半径等物理量。

此外，牛顿环干涉实验也可以用来研究光的干涉现象，并在光学领域的研究中具有重要的应用价值。