等厚干涉牛頓環(huán)實驗報告2100字

等厚干涉牛頓環(huán)實驗報告2100字

等厚干涉——牛頓環(huán)示范報告【實驗?zāi)康摹?1)用牛頓環(huán)觀察和分析等厚干涉現(xiàn)象；(2)學(xué)習(xí)利用干涉現(xiàn)象測量透鏡的曲率半徑；(3)學(xué)會使用讀數(shù)顯微鏡測距?！緦嶒炘怼吭谝粔K平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透鏡，使其凸面與平面相接觸，在接觸點附近就形成一層空氣膜。當(dāng)用一平行的準(zhǔn)單色光垂直照射時，在空氣膜上表面反射的光束和下表面反射的光束在膜上表面相遇相干，形成以接觸點為圓心的明暗相間的環(huán)狀干涉圖樣，稱為牛頓環(huán)，其光路示意圖如圖。如果已知入射光波長，并測得第k級暗環(huán)的半徑rk，則可求得透鏡的曲率半徑R。但實際測量時，由于透鏡和平面玻璃接觸時，接觸點有壓力產(chǎn)生形變或有微塵產(chǎn)生附加光程差，使得干涉條紋的圓心和環(huán)級確定困難。用直徑Dm、Dn，有R?Dm?Dn224(m?n)?此為計算R用的公式，它與附加厚光程差、圓心位置、絕對級次無關(guān)，克服了由這些因素帶來的系統(tǒng)誤差，并且Dm、Dn可以是弦長。【實驗儀器】JCD3型讀數(shù)顯微鏡，牛頓環(huán)，鈉光燈，凸透鏡(包括三爪式透鏡夾和固定滑座)?！緦嶒瀮?nèi)容】1、調(diào)整測量裝置按光學(xué)實驗常用儀器的讀數(shù)顯微鏡使用說明進行調(diào)整。調(diào)整時注意：(1)調(diào)節(jié)450玻片，使顯微鏡視場中亮度最大，這時，基本上滿足入射光垂直于透鏡的要求(下部反光鏡不要讓反射光到上面去)。(2)因反射光干涉條紋產(chǎn)生在空氣薄膜的上表面，顯微鏡應(yīng)對上表面調(diào)焦才能找到清晰的干涉圖像。(3)調(diào)焦時，顯微鏡筒應(yīng)自下而上緩慢地上升，直到看清楚干涉條紋時為止，往下移動顯微鏡筒時，眼睛一定要離開目鏡側(cè)視，防止鏡筒壓壞牛頓環(huán)。(4)牛頓環(huán)三個壓緊螺絲不能壓得很緊，兩個表面要用擦鏡紙擦拭干凈。2、觀察牛頓環(huán)的干涉圖樣（1）調(diào)整牛頓環(huán)儀的三個調(diào)節(jié)螺絲，在自然光照射下能觀察到牛頓環(huán)的干涉圖樣，并將干涉條紋的中心移到牛頓環(huán)儀的中心附近。調(diào)節(jié)螺絲不能太緊，以免中心暗斑太大，甚至損壞牛頓環(huán)儀。（2）把牛頓環(huán)儀置于顯微鏡的正下方，使單色光源與讀數(shù)顯微鏡上45?角的反射透明玻璃片等高，旋轉(zhuǎn)反射透明玻璃，直至從目鏡中能看到明亮均勻的光照。（3）調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡的目鏡，使十字叉絲清晰；自下而上調(diào)節(jié)物鏡直至觀察到清晰的干涉圖樣。移動牛頓環(huán)儀，使中心暗斑（或亮斑）位于視域中心，調(diào)節(jié)目鏡系統(tǒng)，使叉絲橫絲與讀數(shù)顯微鏡的標(biāo)尺平行，消除視差。平移讀數(shù)顯微鏡，觀察待測的各環(huán)左右是否都在讀數(shù)顯微鏡的讀數(shù)范圍之內(nèi)。3、測量牛頓環(huán)的直徑（1）選取要測量的m和n(各5環(huán))，如取m為55，50，45，40，35，n為30，25，20，15，10。（2）轉(zhuǎn)動鼓輪。先使鏡筒向左移動，順序數(shù)到55環(huán)，再向右轉(zhuǎn)到50環(huán)，使叉絲盡量對準(zhǔn)干涉條紋的中心，記錄讀數(shù)。然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動測微鼓輪，使叉絲依次與45，40，35，30，25，20，15，10，環(huán)對準(zhǔn)，順次記下讀數(shù)；再繼續(xù)轉(zhuǎn)動測微鼓輪，使叉絲依次與圓心右10，15，20，25，30，35，40，45，50，55環(huán)對準(zhǔn)，也順次記下各環(huán)的讀數(shù)。注意在一次測量過程中，測微鼓輪應(yīng)沿一個方向旋轉(zhuǎn)，中途不得反轉(zhuǎn)，以免引起回程差。4、算出各級牛頓環(huán)直徑的平方值后，用逐差法處理所得數(shù)據(jù)，求出直徑平方差的平均值代入公式求出透鏡的曲率半徑，并算出誤差。．注意：(1)近中心的圓環(huán)的寬度變化很大，不易測準(zhǔn)，故從K=lO左右開始比較好；(2)m-n應(yīng)取大一些，如取m-n=25左右，每間隔5條讀一個數(shù)。(3)應(yīng)從O數(shù)到最大一圈，再多數(shù)5圈后退回5圈，開始讀第一個數(shù)據(jù)。(4)因為暗紋容易對準(zhǔn)，所以對準(zhǔn)暗紋較合適。，(5)圈紋中心對準(zhǔn)叉絲或刻度尺的中心，并且當(dāng)測距顯微鏡移動時，叉絲或刻度尺的某根線與圈紋相切(都切圈紋的右邊或左邊)?！緮?shù)據(jù)記錄與處理】凹透鏡曲率半徑測量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表取m?n?25??5.893?10?4mm，儀器誤差：0.005mmR標(biāo)＝855.1mm（1）透鏡曲率半徑測量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表取m?n?25??5.893?10?4mm，儀器誤差：0.005mmR標(biāo)＝855.1mm（2）確定平凸透鏡凸面曲率半徑的最佳值和不確定度?R曲率半徑的最佳值R＝22令Dm?Dn?MDm?Dn4(m-n)?22＝51.5194?25?5893?10?7?874.3mm有SM??=0.283mm又因為R?M所以有SR?SMsR?RsMM?儀?0.005mm（3?4.9)mm相對誤差：ER?R?R標(biāo)R標(biāo)?100%＝874.3－855.1855.1?100%＝2.3%【誤差分析】觀察牛頓環(huán)時將會發(fā)現(xiàn)，牛頓環(huán)中心不是一點，而是一個不甚清晰的暗或亮的圓斑。其原因是透鏡和平玻璃板接觸時，由于接觸壓力引起形變，使接觸處為一圓面；又鏡面上可能有微小灰塵等存在，從而引起附加的程差，這都會給測量帶來較大的系統(tǒng)誤差。另外要用肉眼去觀察暗條紋，誤差會較大。

第二篇：研究性實驗報告-A15牛頓環(huán)干涉7600字基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗牛頓環(huán)干涉實驗研究性報告FirstAuthor第一作者：SchoolNumber學(xué)號：Institute院系：SecondAuthor第二作者：SchoolNumber學(xué)號：Institute院系：ThirdAuthor第三作者：SchoolNumber學(xué)號：Institute院系：1/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗?zāi)夸洝菊?..........................................................................................................................................3【關(guān)鍵詞】.......................................................................................................................................3【正文】...........................................................................................................................................3一、實驗?zāi)康?..................................................................................................................................3二、實驗原理...................................................................................................................................3分析...........................................................................................................................................4推導(dǎo)公式...................................................................................................................................4三、實驗儀器...................................................................................................................................5四、實驗步驟...................................................................................................................................51、干涉條紋的調(diào)整.................................................................................................................52、牛頓環(huán)直徑的測量.............................................................................................................53、數(shù)據(jù)處理.............................................................................................................................6五、數(shù)據(jù)處理...................................................................................................................................61、原始數(shù)據(jù)列表.....................................................................................................................62、數(shù)據(jù)處理.............................................................................................................................62.1原始處理方法.............................................................................................................62.2改進處理方法.............................................................................................................7六、兩種數(shù)據(jù)處理方法的比較.......................................................................................................8七、誤差分析及減小誤差方法.......................................................................................................91、系統(tǒng)誤差.............................................................................................................................91.1牛頓環(huán)干涉計算公式中略去的高階無窮小量.........................................................91.2讀數(shù)顯微鏡的儀器誤差.............................................................................................91.3讀數(shù)顯微鏡空程誤差.................................................................................................92、隨機誤差.............................................................................................................................92.1牛頓環(huán)讀數(shù)位置的定位誤差.....................................................................................92.2牛頓環(huán)圓度的影響...................................................................................................103、粗大誤差...........................................................................................................................10由于計數(shù)錯誤，使圓環(huán)級數(shù)不正確.............................................................................10八、實驗感想.................................................................................................................................10【參考文獻】.................................................................................................................................112/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗【摘要】本文采用不同于原實驗的數(shù)據(jù)處理方法，對原來計算結(jié)果予以修正。同時，在文章末對牛頓環(huán)干涉實驗誤差來源予以分析，進一步闡述了減小本實驗誤差的一些方法?！娟P(guān)鍵詞】牛頓環(huán)干涉；數(shù)據(jù)處理方法比較；誤差分析；一元線性回歸?！菊摹恳弧嶒?zāi)康蘑偌由顚Φ群窀缮娴幕疽?guī)律和用分振幅法實現(xiàn)干涉的實驗方法的認識；②掌握利用牛頓環(huán)干涉測定透鏡曲率半徑的一般方法；③正確使用讀數(shù)顯微鏡，注意空程誤差的消除。二、實驗原理3/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗分析光路：將一大曲率半徑的平凸玻璃透鏡A放在平板玻璃上即構(gòu)成牛頓環(huán)儀。光源S通過透鏡L產(chǎn)生平行光束，再經(jīng)傾角為450的平板玻璃M反射后，垂直照射到平凸透鏡上。入射光分別在空氣層的兩表面反射后，穿過M進入讀數(shù)顯微鏡下，在顯微鏡中可以觀察到以接觸點為中心的圓環(huán)形干涉條紋——牛頓環(huán)。圖1推導(dǎo)公式：根據(jù)光的干涉條件，在空氣厚度為d的地方，有2?+=??（k=1,2,3...）明條紋22??2?+=（2?+1）（k=1,2,3...）暗條紋2?式中左端的為“半波損失”。令r為條紋2?半徑，由右圖可知：?2=?2+(???)2化簡后得?2=2????2當(dāng)R>>d時，上式中的?2可以略去，因此?2?=將此式代入上述干涉條件，并化簡，得?2=2??1??=1,2,3…明環(huán)2?圖2?2=???(?=1,2,3…)暗環(huán)由上式可以看出，若測出了明紋或暗紋的半徑r，就可定出平凸透鏡的曲率半徑R。在實際測量中，暗紋比明紋更容易對準(zhǔn)，故以測4/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗量暗紋為宜，另外通常測量直徑D比較方便，于是可將公式變形為?2=4k??（k=0,1,2…)上式即為測透鏡焦距的公式。三、實驗儀器：牛頓環(huán)儀、讀數(shù)顯微鏡（附450玻璃片）、鈉光燈。四、實驗步驟1、干涉條紋的調(diào)整按圖1所示放置儀器，光源S發(fā)出的光經(jīng)平板玻璃M的反射進入牛頓環(huán)儀。調(diào)節(jié)目鏡清晰地看到十字叉絲，然后由下到上移動顯微鏡鏡筒（為防止壓壞被測物體和物鏡，不得由上向下移動），看清牛頓環(huán)干涉條紋。2、牛頓環(huán)直徑的測量連續(xù)測出10個以上干涉條紋的直徑。提示：①測量前先定性觀察條紋是否都在顯微鏡的讀數(shù)范圍內(nèi)；②由于接觸點附近存在形變，故中心附近的圓環(huán)不宜用來測量；③讀數(shù)前應(yīng)使叉絲中心和牛頓環(huán)的中心重合；④為了有效地消除空程帶來的誤差，不僅要保證單方向轉(zhuǎn)動鼓輪，而5/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗且要在叉絲推進一定的距離以后才開始讀數(shù)。3、數(shù)據(jù)處理①自行設(shè)計原始數(shù)據(jù)列表；②由?2=4k??（k=0,1,2…)用一元線性回歸方法計算平凸透鏡的曲率半徑；五、數(shù)據(jù)處理1、原始數(shù)據(jù)列表波長：589.3nm2、數(shù)據(jù)處理2.1原始處理方法由幾何關(guān)系:?2=4??k，令:?2=?，k=x,b=4??,則原式變?yōu)閥=bx.2=218.5,???=14.5,?=33.1212,?=480.2567,??=497.1962，?2=1131.793則b=?=????????=2.05327×10?6?2??2???22?2b的B類誤差可忽略不計，則6/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗11ub=???=??1=7.4156×10?9?則?2.05327×10?6R===0.871064?ub??==0.003146m則R=0.871±0.003m2.2改進處理方法由幾何關(guān)系:?2=4??k則?2??02=4??(k??0)令:?2??02=?，k??0=x，b=4??,則原式變?yōu)閥=bx.2=28.5,???=4.5,?=9.1939,?=41.37255,??=58.2933，?2=119.2353則b=?=????????=2.0510×10?6?2??2???22?2b的B類誤差可忽略不計，則7/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗11ub=???=??1=6.7949×10?9?則?2.0510×10?6R===0.870100?ub??==0.00288m則R=0.870±0.003m六、兩種數(shù)據(jù)處理方法的比較在原方法中，數(shù)據(jù)處理公式為:?2=4??k①而在改進后的方法中，數(shù)據(jù)處理公式為：?2??02=4??k??0②我們很容易可以看出，①式的處理結(jié)果與k、D直接相關(guān)，而②式的處理結(jié)果與k無關(guān)，與??、??2相關(guān)。我們知道，在牛頓環(huán)干涉實驗中，由于接觸點處不干凈、玻璃的彈性形變以及計數(shù)時的人為誤差，牛頓環(huán)的中心級數(shù)k不容易確定，同時D也會大于理想值。如果使用①式處理數(shù)據(jù)，在級數(shù)k錯誤的情況下，計算結(jié)果與真實值會有很大的偏差；而如果使用②式處理數(shù)據(jù)，無論?0的值是否正確，計算結(jié)果均不會產(chǎn)8/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗生偏差。與此同時，D的一部分誤差也會被減小。顯然，②式的處理效果比①式更好，數(shù)據(jù)錯誤對它產(chǎn)生的影響更小數(shù)據(jù)精度有所提升。七、誤差分析及減小誤差方法在牛頓環(huán)干涉實驗中，由于設(shè)備及操作精度的問題，誤差很不好控制，因此在此我對這個實驗的誤差予以詳細討論，希望能從操作方法上得到誤差控制的一般方法。誤差來源主要有：1、系統(tǒng)誤差1.1牛頓環(huán)干涉計算公式中略去的高階無窮小量方法：在R>>d的情況下產(chǎn)生的影響很小，可忽略不計；1.2讀數(shù)顯微鏡的儀器誤差方法：可依據(jù)儀器給出的誤差限對不確定度進行修正，但儀器誤差很小，故也可忽略不計；1.3讀數(shù)顯微鏡空程誤差方法：始終沿一個方向旋轉(zhuǎn)讀數(shù)顯微鏡手輪，旋轉(zhuǎn)過一定距離后再開始讀數(shù)。2、隨機誤差2.1牛頓環(huán)讀數(shù)位置的定位誤差方法：由圖3可以看出，暗紋定位精度顯然高于明紋，故應(yīng)選暗紋中心進行定位，同時:?2=???9/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗??2=?????+12=(?+1)??故???r=??+1因此取級數(shù)較高的環(huán)進行測量也可減小誤差；2.2牛頓環(huán)圓度的影響：由于變形及牛頓環(huán)不同位置光學(xué)性質(zhì)的微小差異，牛頓環(huán)并不是標(biāo)準(zhǔn)的圓形，其直徑也隨測量位置而產(chǎn)生變化。方法：通過不同直徑進行測量取平均值可減小此項誤差。3、粗大誤差由于計數(shù)錯誤，使圓環(huán)級數(shù)不正確方法：使用公式?2??02=4??k??0處理數(shù)據(jù)。八、實驗感想我們可以看到，盡管采用的均是一元線性回歸的方法，但公式②?2??02=4??k??0的計算精度明顯好于公式①，公式②中這種“使用相對值減小初值誤差”的思想在其他實驗中都有廣泛的應(yīng)用，對這種方法我們應(yīng)好好總結(jié)。還有，從誤差分析中我們可以看到，牛頓環(huán)干涉實驗中誤差來源很多，而且很多都不容易定量分析，我們很多同學(xué)做出來的結(jié)果都有很大的差異。這一方面從反面說明了邁克爾遜干涉實驗10/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗的精確性，另一方面也要求我們在做牛頓環(huán)干涉實驗時更加細心、嚴謹。只有這樣我們才能測得誤差相對較小的數(shù)據(jù)，得到相對較好的計算結(jié)果?！緟⒖嘉墨I】[1]李朝榮等.基礎(chǔ)物理實驗（修訂版）.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2010.9[2]何曉明.牛頓環(huán)測透鏡曲率半徑數(shù)據(jù)處理.青海師范大學(xué)學(xué)報，2007[3]孫穗.基于Labvicw的牛頓環(huán)實驗改進.中國科技信息20xx年第22期11/11＋等厚干涉牛頓環(huán)實驗報告發(fā)表于：2023.1.23來自：字數(shù)：2149手機看范文等厚干涉——牛頓環(huán)示范報告【實驗?zāi)康摹?1)用牛頓環(huán)觀察和分析等厚干涉現(xiàn)象；(2)學(xué)習(xí)利用干涉現(xiàn)象測量透鏡的曲率半徑；(3)學(xué)會使用讀數(shù)顯微鏡測距?！緦嶒炘怼吭谝粔K平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透鏡，使其凸面與平面相接觸，在接觸點附近就形成一層空氣膜。當(dāng)用一平行的準(zhǔn)單色光垂直照射時，在空氣膜上表面反射的光束和下表面反射的光束在膜上表面相遇相干，形成以接觸點為圓心的明暗相間的環(huán)狀干涉圖樣，稱為牛頓環(huán)，其光路示意圖如圖。如果已知入射光波長，并測得第k級暗環(huán)的半徑rk，則可求得透鏡的曲率半徑R。但實際測量時，由于透鏡和平面玻璃接觸時，接觸點有壓力產(chǎn)生形變或有微塵產(chǎn)生附加光程差，使得干涉條紋的圓心和環(huán)級確定困難。用直徑Dm、Dn，有R?Dm?Dn224(m?n)?此為計算R用的公式，它與附加厚光程差、圓心位置、絕對級次無關(guān)，克服了由這些因素帶來的系統(tǒng)誤差，并且Dm、Dn可以是弦長。【實驗儀器】JCD3型讀數(shù)顯微鏡，牛頓環(huán)，鈉光燈，凸透鏡(包括三爪式透鏡夾和固定滑座)?！緦嶒瀮?nèi)容】1、調(diào)整測量裝置按光學(xué)實驗常用儀器的讀數(shù)顯微鏡使用說明進行調(diào)整。調(diào)整時注意：(1)調(diào)節(jié)450玻片，使顯微鏡視場中亮度最大，這時，基本上滿足入射光垂直于透鏡的要求(下部反光鏡不要讓反射光到上面去)。(2)因反射光干涉條紋產(chǎn)生在空氣薄膜的上表面，顯微鏡應(yīng)對上表面調(diào)焦才能找到清晰的干涉圖像。(3)調(diào)焦時，顯微鏡筒應(yīng)自下而上緩慢地上升，直到看清楚干涉條紋時為止，往下移動顯微鏡筒時，眼睛一定要離開目鏡側(cè)視，防止鏡筒壓壞牛頓環(huán)。(4)牛頓環(huán)三個壓緊螺絲不能壓得很緊，兩個表面要用擦鏡紙擦拭干凈。2、觀察牛頓環(huán)的干涉圖樣（1）調(diào)整牛頓環(huán)儀的三個調(diào)節(jié)螺絲，在自然光照射下能觀察到牛頓環(huán)的干涉圖樣，并將干涉條紋的中心移到牛頓環(huán)儀的中心附近。調(diào)節(jié)螺絲不能太緊，以免中心暗斑太大，甚至損壞牛頓環(huán)儀。（2）把牛頓環(huán)儀置于顯微鏡的正下方，使單色光源與讀數(shù)顯微鏡上45?角的反射透明玻璃片等高，旋轉(zhuǎn)反射透明玻璃，直至從目鏡中能看到明亮均勻的光照。（3）調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡的目鏡，使十字叉絲清晰；自下而上調(diào)節(jié)物鏡直至觀察到清晰的干涉圖樣。移動牛頓環(huán)儀，使中心暗斑（或亮斑）位于視域中心，調(diào)節(jié)目鏡系統(tǒng)，使叉絲橫絲與讀數(shù)顯微鏡的標(biāo)尺平行，消除視差。平移讀數(shù)顯微鏡，觀察待測的各環(huán)左右是否都在讀數(shù)顯微鏡的讀數(shù)范圍之內(nèi)。3、測量牛頓環(huán)的直徑（1）選取要測量的m和n(各5環(huán))，如取m為55，50，45，40，35，n為30，25，20，15，10。（2）轉(zhuǎn)動鼓輪。先使鏡筒向左移動，順序數(shù)到55環(huán)，再向右轉(zhuǎn)到50環(huán)，使叉絲盡量對準(zhǔn)干涉條紋的中心，記錄讀數(shù)。然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動測微鼓輪，使叉絲依次與45，40，35，30，25，20，15，10，環(huán)對準(zhǔn)，順次記下讀數(shù)；再繼續(xù)轉(zhuǎn)動測微鼓輪，使叉絲依次與圓心右10，15，20，25，30，35，40，45，50，55環(huán)對準(zhǔn)，也順次記下各環(huán)的讀數(shù)。注意在一次測量過程中，測微鼓輪應(yīng)沿一個方向旋轉(zhuǎn)，中途不得反轉(zhuǎn)，以免引起回程差。4、算出各級牛頓環(huán)直徑的平方值后，用逐差法處理所得數(shù)據(jù)，求出直徑平方差的平均值代入公式求出透鏡的曲率半徑，并算出誤差。．注意：(1)近中心的圓環(huán)的寬度變化很大，不易測準(zhǔn)，故從K=lO左右開始比較好；(2)m-n應(yīng)取大一些，如取m-n=25左右，每間隔5條讀一個數(shù)。(3)應(yīng)從O數(shù)到最大一圈，再多數(shù)5圈后退回5圈，開始讀第一個數(shù)據(jù)。(4)因為暗紋容易對準(zhǔn)，所以對準(zhǔn)暗紋較合適。，(5)圈紋中心對準(zhǔn)叉絲或刻度尺的中心，并且當(dāng)測距顯微鏡移動時，叉絲或刻度尺的某根線與圈紋相切(都切圈紋的右邊或左邊)?！緮?shù)據(jù)記錄與處理】凹透鏡曲率半徑測量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表取m?n?25??5.893?10?4mm，儀器誤差：0.005mmR標(biāo)＝855.1mm（1）透鏡曲率半徑測量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表取m?n?25??5.893?10?4mm，儀器誤差：0.005mmR標(biāo)＝855.1mm（2）確定平凸透鏡凸面曲率半徑的最佳值和不確定度?R曲率半徑的最佳值R＝22令Dm?Dn?MDm?Dn4(m-n)?22＝51.5194?25?5893?10?7?874.3mm有SM??=0.283mm又因為R?M所以有SR?SMsR?RsMM?儀?0.005mm（3?4.9)mm相對誤差：ER?R?R標(biāo)R標(biāo)?100%＝874.3－855.1855.1?100%＝2.3%【誤差分析】觀察牛頓環(huán)時將會發(fā)現(xiàn)，牛頓環(huán)中心不是一點，而是一個不甚清晰的暗或亮的圓斑。其原因是透鏡和平玻璃板接觸時，由于接觸壓力引起形變，使接觸處為一圓面；又鏡面上可能有微小灰塵等存在，從而引起附加的程差，這都會給測量帶來較大的系統(tǒng)誤差。另外要用肉眼去觀察暗條紋，誤差會較大。

第二篇：研究性實驗報告-A15牛頓環(huán)干涉7600字基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗牛頓環(huán)干涉實驗研究性報告FirstAuthor第一作者：SchoolNumber學(xué)號：Institute院系：SecondAuthor第二作者：SchoolNumber學(xué)號：Institute院系：ThirdAuthor第三作者：SchoolNumber學(xué)號：Institute院系：1/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗?zāi)夸洝菊?..........................................................................................................................................3【關(guān)鍵詞】.......................................................................................................................................3【正文】...........................................................................................................................................3一、實驗?zāi)康?..................................................................................................................................3二、實驗原理...................................................................................................................................3分析...........................................................................................................................................4推導(dǎo)公式...................................................................................................................................4三、實驗儀器...................................................................................................................................5四、實驗步驟...................................................................................................................................51、干涉條紋的調(diào)整.................................................................................................................52、牛頓環(huán)直徑的測量.............................................................................................................53、數(shù)據(jù)處理.............................................................................................................................6五、數(shù)據(jù)處理...................................................................................................................................61、原始數(shù)據(jù)列表.....................................................................................................................62、數(shù)據(jù)處理.............................................................................................................................62.1原始處理方法.............................................................................................................62.2改進處理方法.............................................................................................................7六、兩種數(shù)據(jù)處理方法的比較.......................................................................................................8七、誤差分析及減小誤差方法.......................................................................................................91、系統(tǒng)誤差.............................................................................................................................91.1牛頓環(huán)干涉計算公式中略去的高階無窮小量.........................................................91.2讀數(shù)顯微鏡的儀器誤差.............................................................................................91.3讀數(shù)顯微鏡空程誤差.................................................................................................92、隨機誤差.............................................................................................................................92.1牛頓環(huán)讀數(shù)位置的定位誤差.....................................................................................92.2牛頓環(huán)圓度的影響...................................................................................................103、粗大誤差...........................................................................................................................10由于計數(shù)錯誤，使圓環(huán)級數(shù)不正確.............................................................................10八、實驗感想.................................................................................................................................10【參考文獻】.................................................................................................................................112/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗【摘要】本文采用不同于原實驗的數(shù)據(jù)處理方法，對原來計算結(jié)果予以修正。同時，在文章末對牛頓環(huán)干涉實驗誤差來源予以分析，進一步闡述了減小本實驗誤差的一些方法。【關(guān)鍵詞】牛頓環(huán)干涉；數(shù)據(jù)處理方法比較；誤差分析；一元線性回歸?！菊摹恳?、實驗?zāi)康蘑偌由顚Φ群窀缮娴幕疽?guī)律和用分振幅法實現(xiàn)干涉的實驗方法的認識；②掌握利用牛頓環(huán)干涉測定透鏡曲率半徑的一般方法；③正確使用讀數(shù)顯微鏡，注意空程誤差的消除。二、實驗原理3/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗分析光路：將一大曲率半徑的平凸玻璃透鏡A放在平板玻璃上即構(gòu)成牛頓環(huán)儀。光源S通過透鏡L產(chǎn)生平行光束，再經(jīng)傾角為450的平板玻璃M反射后，垂直照射到平凸透鏡上。入射光分別在空氣層的兩表面反射后，穿過M進入讀數(shù)顯微鏡下，在顯微鏡中可以觀察到以接觸點為中心的圓環(huán)形干涉條紋——牛頓環(huán)。圖1推導(dǎo)公式：根據(jù)光的干涉條件，在空氣厚度為d的地方，有2?+=??（k=1,2,3...）明條紋22??2?+=（2?+1）（k=1,2,3...）暗條紋2?式中左端的為“半波損失”。令r為條紋2?半徑，由右圖可知：?2=?2+(???)2化簡后得?2=2????2當(dāng)R>>d時，上式中的?2可以略去，因此?2?=將此式代入上述干涉條件，并化簡，得?2=2??1??=1,2,3…明環(huán)2?圖2?2=???(?=1,2,3…)暗環(huán)由上式可以看出，若測出了明紋或暗紋的半徑r，就可定出平凸透鏡的曲率半徑R。在實際測量中，暗紋比明紋更容易對準(zhǔn)，故以測4/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗量暗紋為宜，另外通常測量直徑D比較方便，于是可將公式變形為?2=4k??（k=0,1,2…)上式即為測透鏡焦距的公式。三、實驗儀器：牛頓環(huán)儀、讀數(shù)顯微鏡（附450玻璃片）、鈉光燈。四、實驗步驟1、干涉條紋的調(diào)整按圖1所示放置儀器，光源S發(fā)出的光經(jīng)平板玻璃M的反射進入牛頓環(huán)儀。調(diào)節(jié)目鏡清晰地看到十字叉絲，然后由下到上移動顯微鏡鏡筒（為防止壓壞被測物體和物鏡，不得由上向下移動），看清牛頓環(huán)干涉條紋。2、牛頓環(huán)直徑的測量連續(xù)測出10個以上干涉條紋的直徑。提示：①測量前先定性觀察條紋是否都在顯微鏡的讀數(shù)范圍內(nèi)；②由于接觸點附近存在形變，故中心附近的圓環(huán)不宜用來測量；③讀數(shù)前應(yīng)使叉絲中心和牛頓環(huán)的中心重合；④為了有效地消除空程帶來的誤差，不僅要保證單方向轉(zhuǎn)動鼓輪，而5/11基礎(chǔ)物理實驗研究性報告牛頓環(huán)干涉實驗且要在叉絲推進一定的距離以后才開始讀數(shù)。3、數(shù)據(jù)處理①自行設(shè)計原始數(shù)據(jù)列表；②由?2=4k??（k=0,1,2…)用一元線性回歸方法計算平凸透鏡的曲率半徑；五、數(shù)據(jù)處理1、原始數(shù)據(jù)列表波長：589.3nm2、數(shù)據(jù)處理2.1原始處理方法由幾何關(guān)系:?2=4??k，令:?2=?，k=x,b=4??,則原式變?yōu)閥=bx.2=218.5,???