由于平凸透镜的凸面和光学平玻璃平面不可能是理想的点接触,接触压力会引起局部弹性形变,使接触处成为一个圆形平面,干涉环中心为一暗斑或者空气间隙层中有了尘埃等因素的存在使得在暗环公式中附加了一项光程差。
掌握用牛顿环测透镜曲率半径的方法。通过实验加深对等厚干涉原理的理解。实验原理:实验原理:当一曲率半径很大的平凸透镜的凸面与一磨光玻璃板接触时,在透镜的凸面与平玻璃板之间形成一空气薄膜,离接触点等距离的地方厚度相等,等厚膜的轨迹是以接触点为圆心的圆。
学习用逐差法处理实验数据的方法。实验仪器:牛顿环装置(其中透镜的曲率未知)、钠光灯(波长为583nm)、读数显微镜(附有反射镜)。
明环半径 r=根号下(k - 1/2)Rλ) k=1,2,3 暗环半径 r=根号下(kRλ) k=0,1,2 其中k代表第几条牛顿环,R代表凸透镜的曲率半径,由公式可知 R 越大环的半径越大。(R越小则凸透镜弯曲的越厉害)λ越大半径也越大。R20-10 、R25-1R30-20 会有很大的差异。
牛顿环法测曲率半径的实验报告:观察光的等厚干涉现象,了解干涉条纹特点。利用干涉原理测透镜曲率半径。学习用逐差法处理实验数据的方法。
实验目的:观察光的等厚干涉现象,了解干涉条纹特点。利用干涉原理测透镜曲率半径。学习用逐差法处理实验数据的方法。实验仪器:牛顿环装置(其中透镜的曲率未知)、钠光灯(波长为583nm)、读数显微镜(附有反射镜)。
实验目的:掌握用牛顿环测透镜曲率半径的方法。通过实验加深对等厚干涉原理的理解。实验原理:实验原理:当一曲率半径很大的平凸透镜的凸面与一磨光玻璃板接触时,在透镜的凸面与平玻璃板之间形成一空气薄膜,离接触点等距离的地方厚度相等,等厚膜的轨迹是以接触点为圆心的圆。
明环半径 r=根号下(k - 1/2)Rλ) k=1,2,3 暗环半径 r=根号下(kRλ) k=0,1,2 其中k代表第几条牛顿环,R代表凸透镜的曲率半径,由公式可知 R 越大环的半径越大。(R越小则凸透镜弯曲的越厉害)λ越大半径也越大。R20-10 、R25-1R30-20 会有很大的差异。
周围是明暗相间宽度逐渐减小的许多同心圆环。此即等厚干涉条纹。这种等厚环形干涉条纹称为牛顿环。通过这个实验可以重点学习如下内容:(1)牛顿环的形成原理。(2)利用牛顿环是如何实现测定凸透镜曲率半径的。(3)本实验降低系统误差的方法。这是一个光学实验,难度相对较低。
1、牛顿环实验能用逐差法处理数据的是环的直径。牛顿环实验 其中k=1,2,3,4,5,共测10个环的直径,d1d2……d10。x的a类不确定度为s/√n= 其中s为样本方差,x的b类不确定度为 (这里取d5d10,因为这样计算得到的不确定度最大,比较保守)。
2、逐差法是针对自变量等量变化,因变量也做等量变化时,所测得有序数据等间隔相减后取其逐差平均值得到的结果。其优点是充分利用了测量数据,具有对数据取平均的效果,可及时发现差错或数据的分布规律,及时纠正或及时总结数据规律。他也是物理实验中处理数据常用的一种方法。
3、计算方法是:先求出每次测量的Dm-Dn的值;再求出8次测量的平均值。在高中物理“求匀变速直线运动物体的加速度”实验中分析纸带。运用公式△X=at^2;X3-X1=X4-X2=Xm-Xm-2。当时间间隔T相等时,假设测得 X1,X2,X3,X4 四段距离,那么加速度:a=【(X4-X2)+(X3X1)】/2×2T2。
4、利用干涉原理测透镜曲率半径。学习用逐差法处理实验数据的方法。
逐差是为了降低误差(主要实偶然误差),比如你第一次测量的误差很大,如果用这组数据就肯定不行,不可能每次测量都有很大的误差(如果实这样,这就是你的操作有问题了)而测量的偶然误差是分布在真实值左右,逐差就能降低误差,结果比较接近真实值。
逐差法是针对自变量等量变化,因变量也做等量变化时,所测得有序数据等间隔相减后取其逐差平均值得到的结果。其优点是充分利用了测量数据,具有对数据取平均的效果,可及时发现差错或数据的分布规律,及时纠正或及时总结数据规律。他也是物理实验中处理数据常用的一种方法。
逐差法求平均值:按照线性关系即一次方关系增加或减少的量,等间隔地测量了若干个数据。假设有6个数字,xxxxxx6,将这些数据分成前、后两组,每组中对应的数据相减,再求平均数:(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)/3。其结果为5个间隔的平均增加量。
牛顿环实验能用逐差法处理数据的是环的直径。牛顿环实验 其中k=1,2,3,4,5,共测10个环的直径,d1d2……d10。x的a类不确定度为s/√n= 其中s为样本方差,x的b类不确定度为 (这里取d5d10,因为这样计算得到的不确定度最大,比较保守)。
一般实验室理论值500米。如果只是为了验证牛顿环的基本原理进行简单的实验,误差不超过20%就行。明环半径 r=根号下(k - 1/2)Rλ) k=1,2,.. 暗环半径 r=根号下(kRλ) k=0,1,2,... 其中k代表第几条牛顿环,R代表凸透镜的曲率半径,由公式可知 R 越大环的半径越大。
用牛顿环测透镜的曲率半径。光的干涉是光的波动性的一种表现,若将同一点光源发出的光分成两束,各经不同路径后再相会在一起,当光程差小于光源的相干长度,一般就会产生干涉现象,干涉现象在科学研究和工业技术上有着广泛的应用,如测量光波的波长,精确地测量长度,厚度和角度。
收集数据:在实验中,需要记录不同位置的牛顿环的直径。一般来说,需要在不同的角度和位置测量多个牛顿环的直径,以便获得足够的数据来进行分析。数据处理:将收集到的牛顿环直径数据进行处理,得到每个牛顿环的中心位置和直径。可以使用图像处理软件来识别牛顿环的中心位置,并测量其直径。
测量结果表示:R=8946m ,E=62%。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。这些圆圈的距离不等,随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。
一般情况下,牛顿环实验的公式:就是R=(Dm-Dn)/ 4(m-n)λ。m和n都是表示级数,D是直径,λ当然是波长。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。
在牛顿环实验中,首先,你需要预热钠光源5分钟后,确保读数显微镜的物镜对准牛顿环中心。调整显微镜,观察清晰的明暗条纹,确保条纹与叉丝之间无视差。