牛顿环实验论文开题报告书

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1、本科学生毕业论文（设计）开题报告书　题　　目　　　牛顿环实验的探究　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　姓　　名　　　　　赵小斌　　　　　学　　号　　　094090167　　　　　　　院、　系　　物理与电子信息学院　　　　　专　　业　　　　　物理学　　　　　　指导教师（职称/学历）　　徐云冰　　　　讲师2013年　3　月　10　日云南师范大学教务处制6填表说明1．指导教师意见由指导教师填写；2．开题小组意见由开题指导小组负责人填写；3．其余由学生在指导教师指导下填写；4．此表供学院参考使用，各

2、学院可根据各自学科专业的学术规范作适当调整。6论文（设计）题目牛顿环实验的探究学科分类（二级）题目来源：学生自主选题题目类别：应用研究类本选题的依据：1）说明本选题的研究意义和应用价值2）简述本选题的研究现状和自己的见解研究意义：在光学发展史上,光的干涉实验,它为光的波动性提供了重要的实验证据.要产生光的干涉现象，俩束光必须满足相干条件即频率相同，振动方向相同以及相位差恒定。由同一光源发出的光,入射到透明物质界面上时,介质上下表面反射的光,在空间相遇就会形成等厚干涉条纹.牛顿在光学中的一项重要发现就是"牛顿

3、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。牛顿环干涉是一种典型的等厚干涉现象.牛顿环实验不仅是高等院校必开的基础光学实验之一,而且在科学研究和实际生产中应用广泛。应用价值：在加工光学元件时，广泛采用牛顿环的原理来检查平面或曲面的面型准确度。牛顿环装置常用来检验光学元件表面的准确度．如果改变凸透镜和平板玻璃间的压力，能使其间空气薄膜的厚度发生微小变化，条纹就会移动．用此原理可以精密地测定压力或长度的微小变化．牛顿环装置虽然简单，但可以测量平凸以及平凹透镜中曲面的曲率半径。研究现状：牛顿

4、虽然发现了牛顿环，并做了精确的定量测定，可以说已经走到了光的波动说的边缘，但由于过分偏爱他的微粒说，始终无法正确解释这个现象。事实上，这个实验倒可以成为光的波动说的有力证据之一。直到19世纪初，英国科学家托马斯·杨才用光的波动说完满地解释了牛顿环实验。若将同一点光源发出的光分成两束，在空间各经不同路径后再会合在一起，当光程差小于光源的相干长度时，一般都会产生干涉现象。干涉现象是光的波动说的有力证据之一。“牛顿环”是一种分振幅法等厚干涉现象，1675年，牛顿首先观察到这种干涉，但由于牛顿信奉光的微粒说而未能对

5、其作出正确的解释。干涉现象在科学研究和工业技术上有着广泛的应用，如测量光波波长，精确测量微小长度、厚度和角度，检验试件表面的光洁度，研究机械零件内应力的分布以及在半导体技术中测量硅片上氧化层的厚度等。牛顿环等厚干涉条纹的形状反映了两个光学表明间距变化情况。利用牛顿环可以检测光学球面或平面的加工质量。根据牛顿环实验原理，已知曲率半径的牛顿环可测定单色光的波长。在牛顿环仪的镜面充满透明的液体光学介质，就可以测量其折射率n.本论文从等厚干涉原理出发，主要探究牛顿环实验原理，以及牛顿环的应用：利用牛顿环法测量平凸透

6、镜曲面的曲率半径，数据整理并进行误差分析，提出解决误差的办法。66研究的主要内容：一.等厚干涉1.等厚干涉定义2.薄膜干涉—等厚条纹的光程差3.实际应用中，通常使光线垂直入射膜面，即i=r=0，光程差公式简化，明纹和暗纹出现的条件二.经典等厚干涉——牛顿环1.牛顿环实验原理2.实验内容与步骤3.注意事项及常见故障的排除三.数据处理：用逐差法求出。设第k级条纹的半径为，对应的膜厚度为，则，简化公式有：1.采集数据：环序m显微镜读数(mm)环的直径（mm）（左方）（右方）13121110987654322.处理

7、数据：利用公式求出平凸透镜中曲面的曲率半径。四.牛顿环实验中的误差分析五.探究解决误差方法主要研究方法：实验观察法，实验探究法，逐差法数据处理，图像法，推导法，表格法。6研究进度计划：2013.3.12——4.12查阅相关文献4.13——4.20做实验，采集数据4.20以后完成论文主要参考资料：［1］孙晶华等.操纵物理仪器获取实验方法：物理实验教程.［M］.北京：国防工业出版社，2009.8［2］杨述武等.普通物理实验（光学部分）.［M］.北京：高等教育出版社，2007.12［3］白忠，李延标，林上金等.大

8、学物理实验.［M］.北京：高等教育出版社，2012.1［4］黄金华，刘凤智，赵杰等.大学物理实验.［M］.北京：化学工业出版社，2008.1［5］姚启钧.光学教程.［M］.北京：高等教育出版社，2008.6［6］唐海燕等.大学物理实验.［M］.北京：高等教育出版社，2011.12［7］肖枚英等.牛顿环实验及其历史作用.［J］.物理实验,1997,1:44-45［8］王青，戴剑锋.牛顿环干涉实验的改进.［J］.物理