必威体育精装版用牛顿环测透镜的曲率半径(实验报告).docxVIP

不得用于商业用途 不得用于商业用途 仅供个人参考 For personal use only in study and research; not for commercial use 用牛顿环测透镜曲率半径 ［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。 ［实验原理］ 牛顿环条纹是等厚干涉条纹。 0图］平凸透镜的反射界面丄dkTDkm图2 0 图］平凸透镜的反射界面 丄 dk T Dkm 图2 牛顿环 由图中几何关系可得 因为R?d所以 2 rk =2Rdk (1) 由干涉条件可知，当光程差 n △ =2dk+±=k (k =1,2,…)明条纹 TOC \o 1-5 \h \z ? 2 1 (2) ■ ■: =2dk (2k 1)— (k =0,1,2 )暗条纹 I 2 2 其干涉条纹仅与空气层厚度有关，因此为等厚干涉。由 (1)式和(2)式可得暗条纹其环的半径 仁k R ⑶ 由式(3)可知，若已知入射光的波长入，测出k级干涉环的半径rk，就可计算平凸透镜的曲率 半径。 2 2 所以 R = Dk m ? (4) 4 mA 只要测出D和B+m,知道级差m并已知光的波长入，便可计算Ro ［实验仪器］ 钠光灯，读数显微镜，牛顿环。 ［实验内容］ 1?将牛顿环置于读数显微镜载物合上，并调节物镜前反射玻璃片的角度，使显微镜的视 场中充满亮光。 调节升降螺旋，使镜筒处于能使看到清晰干涉条纹的位置，移动牛顿环装置使干涉环 中心在视场中央。并观察牛顿环干涉条纹的特点。 不得用于商业用途 仅供个人参考 测量牛顿环的直径。由于中心圆环较模糊，不易测准，所以中央几级暗环直径不要测， 只须数出其圈数，转动测微鼓轮向右（或左）侧转动18条暗纹以上，再退回到第18条，并使 十字叉丝对准第18条暗纹中心，记下读数，再依次测第17条、第16条…至第3条暗纹中心， 再移至左（或右）侧从第3条暗纹中心测至第18条暗纹中心，正式测试时测微鼓轮只能向一个 方向转动，只途不能进进退退，否则 会引起空回测量 误差。 用逐差法进行数据处理及第18圈对第8圈，第17圈对第7圈…。其级差m=10用（4） 式计算R。 ［实验数据处理］ 在本实验中，由于在不同的环半径情况下测得的 R的值是非等精度的测量，故对各次测 量的结果进行数据处理时，要计算总的测量不确定度是个较复杂的问题。为了简化实验的计 算，避免在复杂的推导计算中耗费过多时间，本实验中研究测量的不确定度时仅按等精度测 量的情况估算（D2m -D2）的标准偏差，而忽略B类不确定度的估算和在计算中因不等精度 测量所带来的偏差。 表1 牛顿环测量数据 m =10,入=5.893 x 10-4mm 2 2R=D5-Dk4m 2 2 R=D5-Dk 4m ■ =1.556 m S(R)二 2 2 S(Dk m -Dk) 4m ■ =0.016 m 圈数 显微镜读数/mm D/mm D7mm D+m-Dm /mni 左方 右方 18 22.934 14.590 8.344 69.122 36.352 8 21.640 15.872 5.768 33.270 17 22.820 14.714 8.106 :65.707 36.773 7 21.425 16.046 5.379 28.934 16 22.698 14.810 7.888 62.221 36.465 6 21.302 16.227 5.075 25.756 15 22.582 14.930 7.652 58.553 36.482 5 21.109 16.411 4.698 P22.071 14 22.462 15.050 7.412 54.938 36.542 4 20.894 16.605 4.289 18.396 13 22.348 15.126 7.222 ：52.157 37.396 3 20.680 16.838 3.842 14.761 D2 m _D?二 36.668 mm 2 S ( D k 亠 m D k )= 0.385 mm 2 R=R_S(R)二 1.556 土 0.016 m ［实验分析］ 在测量时，我们近似认为非等精度测量为等精度测量会给实验结果带来误差，另外暗 条纹有一定的宽度，选取条纹中心也会带来误差。 测量时，若使测微鼓轮向两个方向转动，会带来回程误差。 仅供个人参考 仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途 For personal use only in study and research; not for commercial use. Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu k