牛顿环思考题及答案

六思考题
1. 通过测量计算透镜的曲率半径R时为什么不用（3）式，而用（5）式
答：透镜和玻璃板间的相互挤压，使得中心暗纹不是零级。

因而条纹的级数难以确定。

2. 在牛顿环实验中，假如平板玻璃不是一个光学平面，局部有微小的凸起，则凸起处空气薄膜的厚度将减小，导致等厚干涉条纹发生畸变，试问这时牛顿环纹将局部内凹还是局部外凸为什么
答：向外凸。

等厚干涉的条纹和厚度是一一对应的。

凸起处空气膜的厚度较小，与靠近中心处的空气膜等厚，这些位置处的干涉条纹和凸起处的同级相连。

3. 若纸的厚度增大,则条纹将向什么方向移动，条纹间距如何变化
答：向劈尖移动，间距变小。

1。

大学物理实验（光学部分）思考题大学物理实验（光学部分）思考题一、《用牛顿环干涉测透镜的曲率半径》实验1、牛顿环实验的主要注意事项有哪些？视差。

竖直叉丝要与测量方向想垂直。

为防止回程误差。

在实验过程中读数显微镜的叉丝始终沿一个方向前进。

干涉环两侧的序数不能出错，要防止仪器瘦震动而引起的误差。

2、牛顿环实验中读数显微镜物镜下方的玻璃片G有何作用？实验时应如何调节？如果G的方向错误将会如何？3、哪些情况会使干涉条纹的中心出现亮斑？牛顿环接触点上有灰尘或者油渍。

在薄膜厚度为半波长的半整数倍什么情况下是亮的4、牛顿环实验中读数显微镜载物台下方的反光镜要作如何调节？为什么？关掉、因为本实验不需要光源从下射入。

5、牛顿环仪为什么要调节至松紧程度适当？太紧。

透镜将发生形变，测得的曲率半径将偏大，太松。

受震动时，接触点会跑动。

无法实验。

6、视差对实验结果有何影响？你是如何消除视差的？视差的存在会增大标尺读数的误差若待测像与标尺（分划板）之间有视差时，说明两者不共面，应稍稍调节像或标尺（分划板）的位置，并同时微微晃动眼睛，直到待测像与标尺之间无相对移动即无视差。

7、在实验过程中你是如何避免回程误差的？显微镜下旋后再上旋，由于齿轮没有紧密咬合，造成刻度出现偏差。

避免回程误差就是说一次测量内只能一直向上或向下二、《用掠入射法测定液体的折射率》实验1、分光计的调节主要分为哪些步骤？2、分光计的望远镜应作何调节？3、分光计为什么要设置两个游标？测量之前应将刻度盘及游标盘作何调节？为什么？4、用分光计测定液体的折射率实验，有哪些注意事项？5、调节分光计时，请说明三棱镜应如何如何放置，为什么要这样做？6、用分光计测量液体的折射率的过程中，哪些部件（或器件）应固定不能动？7、分光计的调节要求是什么?。

一、等厚干涉的特征
等厚干涉是因为平行光入射到厚度有变化的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹．薄膜厚度相同的地方形成相同级数的明暗干涉条纹，故称等厚干涉。

条纹特点是对于劈尖干涉，条纹是明暗相间的平行的等间距的干涉条纹。

对于牛顿环，干涉条纹则是不等间距的环状条纹。

二、测量波长的方法
1、衍射光栅测波长
2、双棱镜测波长
3、驻波法测波长
4、牛顿环测波长
牛顿环实验测光波波长，当知道球面的曲率半径时可根据公式λ=（r²m-r²n）/(m-n)R算出。

5、分光计测光波波长
5、迈克尔逊干涉仪测光波波长
牛顿如何发明牛顿环一种光的干涉图样．是牛顿在1675年首先观察到
的．将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相间的同心圆环．圆环分布是中间疏、边缘密，
圆心在接触点O．从反射光看到的牛顿环中心是暗的，从透射光看到的牛顿环中心是明的．若用白光入射．将观察到彩色圆环．牛顿环是典型的等厚薄膜干涉．凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个厚度均匀变化的圆尖劈形空气簿膜，当平行光垂直射向平凸透镜时，从尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉．同一半径的圆环处空气膜厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因此使干涉图样呈圆环状．这种由同一厚度薄膜产生同一干涉条纹的干涉称作等厚干涉．牛顿在光学中的一项重要发现就是"牛顿环"。

这是他在进一步考察胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩问题时提出来的。

答案1：向内收缩；增大答案2：向内收缩；减小答案3：向外冒出；增大答案4：向外冒出；减小正确答案为你做的答案为：1答案1：答案2：答案3：答案4：正确答案为你做的答案为：1 （牛顿环）牛顿环实验中，读数显微镜以毫米作单位，可以读到小数点后第位。

答案1：2答案2：3答案3：4答案4：5正确答案为你做的答案为：2 （牛顿环）牛顿环越远离中心，条纹越_____、级数越_____。

答案1：密、高答案2：密、低答案3：疏、高答案4：疏、低正确答案为答案1：nλ/（2S）答案2：nλ/S答案3：λ/（2nS）答案4：λ/（nS）正确答案为（牛顿环）牛顿环的干涉现象是属于干涉；读数显微镜测量过程中，旋转鼓轮来记录读数。

答案1：分振幅；必须同方向答案2：分波面；必须同方向答案3：分波面；可以反方向答案4：分振幅；可以反方向正确答案为答案1：为减小系统误差答案2：为减小偶然误差答案3：环间间距非均匀答案4：无法确定级次k正确答案为答案1：答案2：答案3：答案4：正确答案为你做的答案为：1 （牛顿环）牛顿环实验中，有无原理误差；按照本实验的原理方法，只能测的平凸透镜球面的半径。

答案1：有；较大答案2：有；较小答案3：无；较小答案4：无；较大正确答案为（牛顿环）本实验能否直接测量牛顿环的半径？测量前，先调节读数显微镜，使分划板纵丝与显微镜筒移动方向垂直，如不垂直则测量的数据会于环的直径；答案1：不能；小答案2：不能；大答案3：能；大答案4：能；小正确答案为（牛顿环）读数显微镜的读数鼓轮圆周被等分为；鼓轮转一周，指标就移动一小格，鼓轮上的每小格值为。

答案1：50格；0.01mm答案2：100格；0.01mm答案3：50格；0. 001mm答案4：100格；0. 001mm正确答案为答案1：亮；λ答案2：亮；λ/2答案3：暗；λ/2答案4：暗；λ正确答案为（牛顿环）本实验为何要先在视场中看到牛顿环向左移动，让十字丝的竖线推移到第35环，然后向右移动到与第30环相切时，才开始依次记录第30、29、28、27、26和15、14、13、12、11环的环心左侧数据；再跨过圆心依次记录环心右侧的第11、12、13、14、15和26、27、28、29、30等环相切的数据？能否让十字丝的竖线推移到第36环，再按上述方法进行测量？答案1：因有空程；能答案2：因k不确定；能答案3：因有空程；不能答案4：因k不确定；不能正确答案为答案1：密；右答案2：密；左答案3：疏；左答案4：疏；右正确答案为（劈尖）如为空气劈尖，则劈棱处为纹；离劈棱越远，其级数k越。

物体密度测量1、用天平称得物体在空气中的质量为M ，若手提物体全部浸没在水中（水的密度 0ρ）时的质量为m ，则此时电子天平显示的数值是多少？如果手不提着物体，让物体沉入水中，此时电子天平显示的数值又是多少？(假设烧杯及水的质量为M 0) 10%答：若手提物体时：M 0+(M-m) （5分）手不提着物体时：M 0+M （5分）2、用数字显示仪表（如电子天平）测量物理量时，连续记下一定时间间隔的各个显示值。

如各个显示值不同是否为偶然误差？如各个显示值相同是否认为没有误差。

10%答：如各个显示值不同是为偶然误差。

（5分）如各个显示值相同不能认为没有误差。

（5分）扭摆法测物体转动惯量1、物体的转动惯量与哪些因素有关？ 10%答：转动惯量与物体质量、转轴的位置和质量分布(即形状、大小和密度分布)有关。

(10分)2、实验过程中要进行多次重复测量对每一次摆角应做如何处理？ 10%答：为了降低实验时由于摆动角度变化过大带来的系统误差，在测定各种物体的摆动周期时，摆角不宜过小、也不宜变化过大，整个测量过程宜使摆角在90０左右。

(10分)静电场描绘1、用电流场模拟静电场的条件是什么？ 10%答：几何形态完全一样，物理表达式一样，边界条件一样。

（10分）2、如果电源电压Ua 减小一倍，等位线和电力线的形状是否发生变化？电场强度和电位分布是否发生变化？为什么？ 10%答：如果电源电压Ua 减小一倍，等位线和电力线的形状没有发生变化。

（3分）电场强度和电位分布发生变化。

（3分） 因为根据物理表达式rr r uE a ba r 1ln ∙=，可以得出同一位置电场强度也减小一倍，等电位分布也变得更稀疏。

（4分）惠斯登电桥研究1、电桥灵敏度是否越高越好？哪些量关系到电桥灵敏度 ？答：不是。

与电桥灵敏度S 相关的物理量有：电源电压大小、桥臂电阻大小、桥臂电阻大小分配比例、监测仪表的灵敏度和内阻。

2、惠斯登电桥不能应用于测量低值电阻的原因是什么？不能应用于测量高值电阻的原因又是什么？答：对于低电阻，由于存在数字电压表的输入阻抗、接触电阻和导线电阻，使得测量电阻失去准确性；对于高电阻，由于测量电阻越高，则电桥的总电阻越大，则电流越小。

牛顿环实验报告思考题牛顿环思考题及答案（1）牛顿环的中心在什么情况下是暗的，在什么情况下是亮的？中心处是暗斑，这是因为中心接触处的空气厚度，而光在平面玻璃面上反射时有半波损失，所以形成牛顿环中心处为暗斑(用反射光观察时)。

当没有半波损失时则为亮斑。

（2）实验中为什么用测量式R值？因为用后面个关系式时往往误差较大，原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触，接触压力会引起局部形变，使接触点成为一个圆面，干涉环中心为一暗斑，所以无法确定环的几何中心。

所以比较准确的方法是测量干涉环的直径。

测出个对应k环环直径Dk，由rk 2 =kλR可知Dk 2=4Rλk,又由于灰尘等存在，是接触点的dk≠0，其级数也是未知的，则是任意暗环的级数和直径Dk 难以确定，故取任意两个不相邻的暗环，记其直径分别为Dm和Dn(mn),求其平方差即为Dm2-Dn2=4(m-n)Rλ,则R=(Dm2-Dn2)/4(m-n) λ(3) 在本实验中若遇到下列情况，对实验结果是否有影响？为什么？①牛顿环中心是亮斑而非暗斑。

②测各个Dm时，叉丝交点未通过圆环的中心，因而测量的是弦长而非真正的直径。

1. 环中心出现亮斑是因为球面和平面之间没有紧密接触（接触处有尘埃，或有破损或磨毛），从而产生了附加光程差。

这对测量结果并无影响（可作数学证明）。

2.( 提示：从左图A，看能否证明:2222dm?dn?Dm?Dn) 没有影响.可能的附加光程差会导致中心不是暗点而是亮斑,但在整个测量过程中附加光程差是恒定的,因此可以采用不同暗环逐差的方式消除（4）在测量过程中，读数显微镜为什么只准单方向前进，而不准后退？图A图B 会产生回程误差，即测量器具对同一个尺寸进行正向和反向测量时，由于结构上的原因，其指示值不可能完全相同，从而产生误差.篇二：牛顿环实验报告_高阳实验报告姓名：高阳班级：F0703028 学号：5070309013 同组姓名：汤博实验日期：2008-3-24 指导老师：助教16实验成绩：批阅日期：用CCD成像系统观测牛顿环【实验目的】1．学习全息照相的拍摄方法和观察要领；2．通过对静物全息照片的摄制与观察，了解全息照片的主要特点。

1、等厚干涉的特征答：a.由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹。

b.薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹。

c.厚度相等，也就意味着从前后面发生的两次反射的路程差是一个定值，因此不会出现干涉条纹，但是同样会有干涉现象，比如路程差恰好是某种波的半波长的奇数倍，则会出现此波在薄膜的表面被减弱为零，就像近视镜的镀膜一个道理。

2、5-10种测波长的方法（简述）答：（1）用双棱镜干涉测波长（2）用衍射光栅测光波波长光栅是一种重要的分光元件，它可以把入射光中不同波长的光分开，衍射光栅有透射光栅和反射光栅两种，常用的是平面透射光栅，它是由许多相互平行等距的透明狭缝组成，其中任意相邻两条狭缝的中心距离d称为光栅常数。

根据夫琅和费衍射理论，当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时，每条狭缝对光波都会发生衍射，所有狭缝的衍射光又彼此发生干涉。

衍射角符合条件dsinθ=kλ，（k = 0、1、2、3 …）时，在该衍射角方向上的光相叠加将会加强，其它方向光相抵消。

如果用会聚透2/4镜把这些衍射后的平行光会聚起来，则在透镜的焦平面上将出现一系列亮纹，形成衍射图样。

如图所示，式（9–1）称为光栅方程，其中λ为入射光波波长，θ为衍射角，k为衍射亮纹的级数。

在θ为0的方向上可以观察到中央亮纹。

其它各级亮纹对称分布在中央亮纹两侧。

若已知光栅常数d，测出相应的衍射条纹与0级条纹间的夹角θ，便可求出光波波长(3)双缝干涉测波长a.光通过双缝干涉仪上的单缝和双缝后，得到振动情况完全相同的光，它们在双缝后面的空间互相叠加会发生干涉现象。

如果用单色光照射，在屏上会得到明暗相间的条纹；如果用白光射，可在屏上观察到彩色条纹。

b.本实验要测单色光的波长，单色光通过双缝干涉后产生明暗相同的等间距直条纹，条纹的间距与相干光源的波长有关。

设双缝宽d，双缝到屏的距离为L，相干光源的波长为λ，则产生干涉图样中相邻两条亮（或暗）条纹之间的距离△x，由此得；λ=L△x /d，因此只要测得d,L,△x即可测得波长。

牛顿环实验思考题引言牛顿环实验是一种用来研究光的干涉现象的实验。

通过该实验，可以更好地理解和探究光的干涉原理以及与光的波动性质有关的一些重要现象。

在进行牛顿环实验时，我们常常会遇到一些思考题，这些问题不仅能够加深我们对实验的理解，还能够培养我们的思考能力。

本文将围绕牛顿环实验展开思考，探讨其中的一些问题。

问题一：牛顿环实验中，为什么要使用凸透镜？在牛顿环实验中，我们通常会使用凸透镜。

这是因为凸透镜可以使光经过后，光程发生变化，从而产生干涉现象。

当光垂直入射到玻璃平面上时，一部分光会反射，另一部分光会透过玻璃。

进入玻璃后，光线会发生折射，其折射角度与入射角度有关。

在凸透镜上，由于玻璃的曲率半径不同，导致不同位置的光线经过凸透镜的光程差不同。

这种光程差会产生干涉带，形成我们所见到的牛顿环。

问题二：为什么牛顿环是圆环状的？牛顿环实验中，当我们用显微镜观察干涉图案时，我们会发现干涉带呈现出一种圆环状的形态。

这是因为光程差与位置的关系使得干涉带呈现出同心圆的形状。

在实际观察中，我们可以发现：当光源位于玻璃表面下方时，干涉带呈现出较为明显的圆环形状。

而当光源位于玻璃表面上方时，干涉带则呈现出较为模糊的交叉条纹。

这是由于光的反射与折射在玻璃表面的相互作用所形成的。

问题三：牛顿环实验中，为什么要使用平行光？如果使用非平行光会发生什么？在进行牛顿环实验时，通常会使用平行光源。

平行光是指光线方向相同，光线传播方向保持不变的光。

使用平行光的好处是可以使光线入射时的入射角度保持一致，从而保证实验结果的可靠性。

如果使用非平行光进行牛顿环实验，实验结果可能会发生较大的误差。

这是因为非平行光的入射角度不同，导致光线在玻璃表面上的反射和折射角度也不同，从而使得干涉带出现失真。

因此，使用平行光进行牛顿环实验是非常重要的。

问题四：牛顿环实验中，平行光的源的位置对干涉图案有何影响？在牛顿环实验中，平行光的源的位置对干涉图案有着重要的影响。

实验十五用牛顿环测量球面的曲率半径课后思考题一．等厚干涉的特征等厚干涉：是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹．薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹，故称等厚干涉．牛顿环和楔形平板干涉都属等厚干涉．光路图：特征：1.干涉条纹的级数序列：薄膜越厚，级数越高。

2.相邻条纹的间距：正比于波长，并且入射光的入射角愈大则条纹的间隔愈大。

越靠近接触点，相邻条纹的间隔愈大比如劈尖干涉为明暗条纹均匀分布的直条纹；牛顿环为明暗相间内疏外密的圆环纹。

3.干涉条纹的移动规律：增加薄膜厚度，条纹向楞点方向移动。

4.白色光投射到牛顿环上时u，可见中心为暗斑，而外围有彩色的几个环状条纹。

二．测波长的方法（1）牛顿环测量法；在牛顿环试验中，透镜的曲率半径设为R，则对于第k 级条纹，根据光的干涉条件，它应该满足一个等式，也就是λ。

其中D就是第k 级条纹的直径。

只要用牛顿环仪器测出条纹直径，就可以通过这个公式求出波长。

（2）单色仪测量法；器材：单色仪定标的仪器和单色光源。

原理：主光线在棱镜上的入射和出射总是满足最小偏向条件。

从而单色仪可出设单色光，且出射的单色光波长与鼓轮示数対应。

完成单色仪定标后，令待测光源入射，找到出射时的鼓轮读数即可通过定标曲线确定其波长。

（3）小型棱镜射谱仪法；器材:射谱仪、低压汞灯、电弧电源、底片、显影液、定影液、应谱仪。

原理：利用哈德曼光阑把已知铁谱线和待测谱线拍摄在同一底片上，然后于标准铁谱线对照，利用内插法便可计算出光波长。

说明：这种方法基于色散是线性的，存在系统误差。

实验时应选尽量接近的铁谱线进行估算。

（4）杨氏双缝干涉法；器材：光具座、底片夹、单缝、双缝、测微观察屏、测量显微镜、待测光源。

原理：杨氏双缝干涉原理：双缝干涉的两个相邻亮（暗）条纹的距离△x与波长λ、双缝的间距d及双缝到屏的距离L满足Δx=λz/d。

（5） 双棱镜分光干涉法；器材：光具座、双棱镜、扩束透镜及镜架、成像透镜、测微透视观察屏、卷尺、待测光源等。

2023牛顿环课后思考题答案篇一：2023牛顿环课后思考题答案实验一霍尔效应及其应用【预习思考题】1．列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。

霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。

2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。

3．本实验为什么要用3个换向开关？为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。

总之，一共需要3个换向开关。

【分析讨论题】1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。

要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。

2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些________？误差________有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。

实验二声速的测量【预习思考题】1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。

在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。