牛頓環(huán)測量曲率半徑-大學物理仿真實驗報告

牛頓環(huán)測量曲率半徑---仿真實驗報告實驗日期：教師審批簽字：實驗人：審批日期：實驗目的：觀察等厚干涉現(xiàn)象，了解等厚干涉的原理及特點；學習使用利用干涉法測量平凸透鏡的曲率半徑的方法；正確使用讀數(shù)顯微鏡鏡，學習用逐差法處理實驗數(shù)據(jù)。實驗儀器及其使用方法：（一）實驗儀器：eq\o\ac(○,1)讀數(shù)顯微鏡（測微鼓輪的分度值為0.01mm）；eq\o\ac(○,2)鈉光燈，入射光調(diào)節(jié)架；eq\o\ac(○,3)牛頓環(huán)儀。（二）使用方法：1.將牛頓環(huán)放置在讀數(shù)顯微鏡鏡筒和入射光調(diào)節(jié)架下方，打開鈉燈，調(diào)節(jié)玻璃片的角度，使通過顯微鏡目鏡觀察時視場最亮。2用鼠標點區(qū)域的入射光調(diào)節(jié)架，按住鼠標左鍵不放，調(diào)節(jié)架作順時針旋轉(zhuǎn)（從觀察者角度），點右鍵則作相反動作。當目鏡觀察窗中的條紋最明亮（未必清晰）時結(jié)束調(diào)整3.打開標尺窗口。用鼠標點擊標尺窗口調(diào)整鏡身的橫向移動，左鍵點擊時鏡身向左移動（所以目鏡觀察窗口中牛頓環(huán)向右移），右鍵則相反。使顯微鏡十字叉絲交點和牛頓環(huán)中心重合，并使水平方向的叉絲和標尺平行（與顯微鏡移動方向平行），此時不要關(guān)閉標尺窗口；記錄標尺讀數(shù)。4.轉(zhuǎn)動顯微鏡微調(diào)鼓輪，使顯微鏡沿一個方向移動，同時數(shù)出十字叉絲豎絲移過的暗環(huán)數(shù)，從第16環(huán)開始直到豎絲與第50環(huán)相切為止；記錄標尺讀數(shù)。5.重復步驟2測得一組牛頓環(huán)半徑值，利用逐差法處理得到的數(shù)據(jù)，得到牛頓環(huán)半徑R和R的標準差。實驗原理：如圖所示，在平板玻璃面DCF上放一個曲率半徑很大的平凸透鏡ACB，C點為接觸點，這樣在ACB和DCF之間，形成一層厚度不均勻的空氣薄膜，單色光從上方垂直入射到透鏡上，透過透鏡，近似垂直地入射于空氣膜。分別從膜的上下表面反射的兩條光線來自同一條入射光線，它們滿足相干條件并在膜的上表面相遇而產(chǎn)生薄膜干涉。在實驗中選擇兩個離中心較遠的暗環(huán)，假定他們的級數(shù)為m和n，分別測出它們的直徑dm、dn，由薄膜干涉原理可推知平凸透鏡的曲率半徑測量內(nèi)容及數(shù)據(jù)處理：將牛頓環(huán)按要求放置,調(diào)節(jié)好玻璃片的角度、顯微鏡鏡筒、牛頓環(huán)，目鏡觀察窗中的橫向叉絲經(jīng)過牛頓環(huán)圓心觀測到以下干涉圖樣：仿真實驗提供了自動計算R值的工具，把所實驗測得的數(shù)據(jù)錄入表格，得到下表：故R的半徑平方差為99.83mm、R=1.694m實驗結(jié)論及誤差分析結(jié)論：實驗中測得得凸透鏡凸面的曲率半徑R=1.694mm，R的半徑平方差為：99.83mm誤差分析：eq\o\ac(○,1)數(shù)干涉條紋數(shù)時可能出錯。eq\o\ac(○,2)找切線位置應視覺原