大学物理牛顿环实验.ppt

牛顿环测透镜的曲率半径,实验目的（1）观察光的等厚干涉现象，加深对干涉原理的理解。（2）学会用牛顿环测透镜曲率半径的原理和方法。（3）学会读数显微镜的调整和使用（4）学会用EXCEL制作表格及利用其函数对相关的数据进行计算。,实验原理,平行光入射到透镜的球表面的内表面，一部分被反射；另一部分折射进透镜和平板玻璃之间的空气，再经平板玻璃反射、球面折射后返回内球面与之前内球面的反射光形成干涉，在球面的P点处，这对光的光程差是=2d+/2由于球面d相同的点是一圆环，d相同的点光程差一样，所以干涉纹必定是圆心在接触点轴线上同心圆，设P点处在K级干涉环上，则环的半径显然满足如果，P点处在K级暗环，则光程差满足=（2k+1)/2 所以K级暗环半径的平方同理k+m级暗环半径的平方两式相减得到,几个问题的讨论1.环的级次难以确定是怎么样解决的?环与环相差多少级是可数的.2.环的中心难以确定是怎么样解决的?根据几何的勾股定理两环直径的平方差,等于与之平行的弦的平方差.故即使测量时没有经过环的中心,测的是弦结果公式仍然成立.3.我们是用读数显微镜测量,为什么测量结果R不除以显微镜的放大倍数?因为读数显微镜测量,测出的是环的真实的左边及右边的位置,并不是放大后再去测量!测环的左边及右边的位置时,定位的十字叉丝放在哪儿?要么统一在环纹的左边,要么统一在环纹的右边.,初等几何容易证明：两个同心圆的直径的平方之差等于与之平行两相应的弦的平方之差。即所以测量的是弦还是直径就没有区别了。测量直径的办法：测量两个端点的位置值然后相减也就是环左边与右边的坐标相减,二读数显微镜及测量,（1）打开钠光灯，摆正显微镜的位置。（2）在日光下，调节好牛顿环装置。（3）直接用眼观察牛顿环，再将牛顿环摆在显微镜的平台上。（4）调目镜、调物镜。（5）观察视场，左右两边要测量的最大级环纹清晰可见时就测量；但在具体测量时有两点应牢记（A）测量环的位置时要么以环的左边为准测量，要么以右边为准测量，一定要统一！（B）测量时先要把十字叉丝移到需测的最高级纹的外边，再沿一个方向测量各个需测条纹的位置,实验内容及操作,调节位于金属边框上的三个螺钉，使牛顿环大致位于中心。,螺钉太紧,空程误差属系统误差，由螺母与螺杆间的间隙造成；在齿合前，轻轻转动螺尺手柄，螺尺读数变化，而游标并没有移动。消除方法：测量时只往同一方向转动螺尺,往一个方向测出所有的位置值!,读数显微镜的空程误差,45,40,45,40,20,25,20,25,0,整毫米从主尺读出，不足1毫米的部分从微分筒上读取（微分筒读数时要从小向大读数）。上图显示读数为：25.719mm。,主尺读数准线,主尺,微分筒,微分筒读数准线,三、数据处理的几点说明:1.透镜的曲率半径的平均值2.uA 的求解方法:3.间接测量量uB的求法:应依据不确定度合成公式一直求到是直接测量量为此.,