实验二十一- 用牛顿环测量透镜的曲率半径.ppt

《实验二十一- 用牛顿环测量透镜的曲率半径.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实验二十一牛顿环实验Experiment21Newtonringexperiment第四章提高性实验Chapter4Advancedphysicsexperiment现象实验装置实验原理理论原理分析光程差，取n=1，(考虑半波损失)目标:消去e计算环的半径r(why?)实验公式在空气厚度为e的地方，上下表面反射的光的光程差为2e+λ/2，其中后一项是“半波损失”。光程差为(2k+1)λ/2处为干涉暗条纹，得到曲率半径计算公式：牛顿环干涉条纹的特点1.分振幅、等厚干涉；2.明暗相间的同心圆环；3.级次中心低、边缘高；4.间隔中

2、心疏、边缘密；5.同级干涉，波长越短,条纹越靠近中心。仪器布置动画演示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。读数显微镜的空程误差螺杆螺尺观测牛顿环光源对准目镜筒上的45°平板玻璃，调节平板玻璃方向，使光垂直照在平凸透镜装置上。此时通过目镜可以看到明亮的黄色背景。调节目镜清晰地看到十字叉丝，然后由下向上移动显微镜镜筒（为防止压坏被测物体和物镜，不得由上向下移动！），看清牛顿干涉环。测量牛顿环直径横向改变显微镜筒位置，使叉丝

3、由左第20圈外向第20圈移动直至叉丝交点与之重合，读出第20环的读数，继续朝同一方向移动叉丝顺序读数至左第11环；仍按原方向移动叉丝（为防止产生空程差），越过中央暗环，按同样方法读取右第11、…、至右第20环。计算出第20、第19、……、第11环直径。用逐差法处理数据，公式中（m-n）为5。数据记录表格第I环111213……1920左（mm)右（mm)D(mm)单位：mm不确定度评定先分别计算u(D15)和u(D5),其中B类不确定度均可取。由传递关系计算R的不确定度。不确定度有效数字取1位。注意事项注意：为保护仪器，不要将

4、牛顿环调节螺丝旋得过紧。注意：实验中钠光灯打开后，不要随意关闭，经常开、关将影响灯的寿命。实验数据的处理方法（请自己决定选择哪种方法）逐差法加权平均逐差法最小二乘法作图法误差的主要来源与分析1.条纹的定位精度（偶然误差）定位误差的大小在条纹宽度的1/5~1/10。解决办法：取级次较高的环进行测量。2.叉丝不平的影响（系统误差）显微镜叉丝与显微镜移动方向不平行产生的误差。解决办法：改直径测量为弦长测量。3.平凸透镜的不稳定性（偶然误差/系统误差）由固定螺丝的松紧度不同造成。解决办法：镜间加很薄的环形垫圈进行固定。