牛顿环实验报告.ppt课件

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《光学实验》牛顿环实验PPT文档23页

31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
《光学实验》牛Biblioteka 环实验21、没有人陪你走一辈子，所以你要适应孤独，没有人会帮你一辈子，所以你要奋斗一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之首，因为这种德性保证了所有其余的德性。--温斯顿．丘吉尔。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的，它只是让人们的脚放上一段时间，以便让别一只脚能够再往上登。

牛顿环实验PPT课件

n dm2 dk2
4(mk)R
实验内容
1.启动钠光灯电源。 2.调节牛顿环装置。 3.前后左后移动读数显微镜，也可轻轻转动镜筒上的
反光玻璃。直至眼睛看到显微镜视场较亮. ·4.用显微镜观察干涉条纹。 5.调节目镜看清目镜筒中的叉丝 6.转动测微鼓轮，使十字叉丝交点接近牛顿环中心. 7.转动测微鼓轮使叉丝超过第33环，然后倒回到
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.间隔中心疏、边缘密； 5.同级干涉，波长越短, 条纹越靠近中心。
牛顿环测透镜曲率半径的原理
dA1 dB1
dB2 dA2
Dk Dk+m
DkndB1dB2 DkmdA1dA2
R dm2 dn2
4(m n)
测量时不用 rk2 kR 原因：
30环开始读数.依次记录从左30~21, 右21~30各环相对位置读数. 8.计算结果.
实验数据的处理方法
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。
实验0—2
用牛顿环测定透镜的曲率半径
光的等厚干涉——牛顿环、劈尖
1.干涉条纹的成因及特点 2.牛顿环测定透镜曲率半径原理 3.读数显微镜的调整和使用 4.牛顿环透镜组 5.实验内容与数据处理 6.误差分析
17世纪初，物理学家牛顿在考察肥皂泡及其他薄膜干涉现象时，把一个玻璃三棱镜压在一个曲率已知的透镜上，偶然发现干涉圆环，并对此进行了实验观测和研究。

用牛顿环测透镜的曲率半径ppt课件

用法:
1.调节目镜，使十字叉丝清晰并竖直；
2.调节调焦手轮，在目镜中观察，使被测物成像清晰。
3.转动测微手轮，使十字叉丝对准被测物体起点，移动测微手轮一次对准被测物像上的两个位置，读出相应的读数，则两者之差即为被测物两位之间距离。
牛顿环仪
1.构成：待测平凸透镜+平玻璃片叠合装在金属框架中。
R
d m
d k d m d k 4m k
12
四、实验内容与步骤
1、调节牛顿环螺丝松紧适宜；环纹处于中心；环纹不能有明显的形变。
2、调节移测显微镜
1）调节显微镜镜筒位置；放置牛顿环与镜筒共轴。 2）摆放钠灯，调节450反射镜，使显微镜视场明亮。 3）调节目镜，使十字叉丝清晰并竖直； 4）调节焦距旋钮，使牛顿环纹清晰。
4、计算用逐差法测透镜曲率半径，计算平均值。
干涉圆环直径的测量方法
Dm 左xm 右xm
m级 k级
左xm 左xk 右xk 右xm
Dk 左xk 右xk
15
数据记录：
其中m-k=10
级数
m
20
左位置（mm）
右
直径（mm）
dm
级数
k
10
左位置（mm）
右
直径（mm）
dk
dm+dk（mm）
dm-dk（mm）
注意：钠光灯不能反复开启，不可摇晃。
二、实验原理
1、干涉条件频率相同、振动方向一致、相位差保持恒定。
现象：当一束光垂直的照在平凸透镜时，从其上方可观察到一种新接触点为圆心的内疏外密的同心圆环。
产生原因：平凸透镜与平面镜之间形成一空气薄膜，理解出点等距离的地方，厚度相同。若单色光平行近垂直的射在入射面时，则空气膜上下表面反射的光将互相干涉，形成明暗条纹。

大学物理牛顿环实验ppt课件

uA(Dk2 Dk2m ) 4m
uA
n1 n
• 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.
u(y)
f xi
u(xi
2 )
uB
( Dk2
D2 k m
)
[2DkuB (Dk )]2 [2DkmuB (Dkm )]2
由于Dk D左 D右
Dk m D左 D右
5
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
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.
6
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
7
读数显微镜的空程误差
– 空程误差属系统误差，由螺母与螺杆间的间隙造成；
螺尺
螺杆
45 … 40
25 … 20
0
20 … 25
40 … 45

牛顿环PPT课件

实验仪器——读数显微镜
读数显微镜的Байду номын сангаас构和原理
读数显微镜是用于精确测量微小长度的专用显微镜，它
主要由用于螺旋测微装置和用于观察的显微镜两部分组成。
E12
如图2.1-7是实验室常用的读数显微镜之一。
测微鼓轮A的周边上刻有100个分格。鼓轮旋转一周，显
微镜筒水平移动1mm，每转一分格，显微镜筒将移动0.01mm
径R，相反，当R已知时，即可算出λ。但由于两接触镜面之间难免附着尘埃，并且在接时难免发生弹
性形变，因而接触处不可能是一个几何点，而是一个圆斑，所以近圆心处环纹比较模糊和粗阔，以致
难以确切判定环纹的干涉级数m，即干涉环纹的级数和序数不一定一致。这样，如果只测量一个环纹
的半径，计算结果可能有较大的误差。为了减少误差，提高测量精度，必须测量距中心较远的、比较
• 波是物质的一种形式。
波的干涉现象是波的特有表现形式之一。
产生干涉称为相干波。（上图水波的干涉现象）
• 阳光照射下皂膜上的彩色花纹和水面油膜上的彩色花纹是我们最常见的光的干涉现象。（下图皂膜上的干涉现象）
言
预习提示
➢牛顿环产生干涉现象的原理及测量曲率半径的理论公式推导。
➢移测显微镜的结构及使用方法。 ➢设计用逐差法处理原始数据记录表。
实验目的
➢熟悉光路调整 ➢观察反射式牛顿环的干涉图样 ➢测量平凸透镜的曲率半径
实验仪器——实物图目镜
主尺 1mm
游标尺 0.01mm
调焦手轮
测量手轮
半反射镜牛顿环
实验仪器——光路示意图
光线经半反射镜M反射后，将改变方向，垂直向下照射在牛顿环上，在牛顿环上产生干涉条纹，此干涉条纹作为物再经半反射镜透射进入读数显微镜。再经读数晃微镜的物镜成像在叉平面上，经目镜放大成像在人的视网膜上。

牛顿环试验常州工学院PPT课件

L （mm）
第31页/共33页
点击进入数字处理系统
问题思考
•
读数显微镜的最小分度是多少？测量范围是多少？
•
用读数显微镜测量长度时，怎样避免空程差?
•
牛顿环测曲率半径实验中，在调节读数显微镜时，目镜中的纵叉丝应处在什么状态？
•
劈尖干涉可做哪些应用？如何应用于检验一个平面的平整度？
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劈尖
劈尖由两块平面玻璃一端接触，另一端被厚度为dX的薄纸垫起构成（也可以是直径为dX的金属丝等），两平面玻璃之间形成一个空气劈尖。空气劈尖的上界面反射光与下界面反射光之间存在光程差，在劈尖的上界面相遇产生干涉。劈尖厚度相等之处，形成同级的干涉条纹。呈现出了一种等间隔的明暗相间的平行直条纹，如图4-14-4所示。
第9页/共33页
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读数显微镜
读数标尺
读数盘
目镜上下移动旋钮物镜水平移动旋钮
第10页/共33页
返回
钠灯
钠光灯是一种气体放电灯。在放电管内充有金属钠和氩气。开启电源的瞬间，氩气放电发出粉红色的光。氩气放电后金属钠被蒸发并放电发出黄色光。
钠光在可见光范围内两条谱线的波长分别为589.59nm和589.00nm。这两条谱线很接近，所以可以把它视为单色光源，并取其平均值 589.30nm为波长。
Δ (k 1) (k 0,1,) 暗纹
2
R
r
d
空气膜厚度相等处的两束反射光有相同的相位差，也就具有相同的干涉条件，即空气膜厚度相同的地方具有相同的明暗状态，所以把这一干涉称为等厚干涉。
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光程差 Δ 2d

深圳大学大物实验测量牛顿环的实验报告课件-新版.doc

得分教师签名批改日期课程编号_______________
深圳大学实验报告课程名称：_大学物理实验_____________________
实验名称：测量牛顿环
学院：计算机与软件学院
指导教师：
报告人：组号：03
学号实验地点科技楼905
实验时间：2014 年 4 月22 日
提交时间：
一、实验目的
二、实验原理
三、实验仪器：
四、实验内容和步骤：
五、数据记录：
组号：；姓名
λ =
环的级数m 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 右侧
环的位置(mm) 左侧(mm)
环的直径
mm
D m
2 mm2
D m
环的级数n 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 右侧
环的位置(mm) 左侧(mm)
环的直径mm
D n
2 mm2
D n
D m
2-D n2 mm2 R=(D m
2-D
n
2)/4(m-n)
m
λ
6
六、数据处理：
七、结果陈述：
八、实验总结与思考题
指导教师批阅意见：
成绩评定：
预习（20分）操作及记录
（50分）
数据处理与结果陈述20分
实验总结
与思考题
10分
报告整体
印象
总分。

牛顿环实验报告19页PPT

牛顿环实验报告
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只在愚人的字典中找得到。--拿破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突破，不要嫉妒要欣赏，不要托延要积极，不要心动要行动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要素。(注意：传统观念认为勤奋和机会是成功的要素，但是经过统计学和成功人士的分析得出，乐观是成功的第三要素。
39、没有不老的誓言，没有不变的承诺，踏上旅途，义无反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识的人，决不会坚韧勤勉。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特

用牛顿环干涉测量透镜的曲率半径PPT

实验仪器与实验步骤
移测显微镜M
钠灯
玻璃片G
牛顿环仪
• 1. 借助室内灯光，用眼睛直接观察牛顿环仪，调节框上的螺丝使干涉环呈圆形，并位于中央；
• 2. 将仪器按图所示放置，光先后经玻璃片G、牛顿环反射进入移测显微镜M，使显微镜中能观察到黄色明亮的视场；
• 3. 调节显微镜目镜，在目镜中看到清晰的叉丝；将显微镜对准牛顿环仪的干涉环，从下向上移动镜筒，对干涉条纹进行调焦，使看到的环纹尽量清晰。
实验原理
��
1
23
5 4
6
��
�� = �� （1）
൝��22��
= =
��
（2）
�� = ��2��−��2�� （3）
• 2. 将仪器按图所示放置，光先后经玻璃片G、牛顿环反射进入移测显微镜M，使显微镜中能观察到黄色明亮的视场；
钠灯
玻璃片G
牛顿环仪
实验仪器与实验步骤
• 3. 调节显微镜目镜，在目镜中看到清晰的叉丝；将显微镜对准牛顿环仪的干涉环，从下向上移动镜筒，进行调焦，使看到的环纹尽量清晰。
目镜标尺
调焦手轮
��2�� )��
（钠光 �� = 589.3 nm）
• 4. 测量干涉环的直径，计算透镜曲率半径。（实验中，为防止移测显微镜的回程误差，测微鼓轮需向同一方向旋转。）
数据处理采用用逐差法
��1

大学物理实验报告ppt课件

(dm2 dn2 )
dm2
d
2 n
2
0.2 589 .3
2
1 30 .0 2
0.12 0.12
0 .22
2
60 .90
1 .15 10 7 2 .22 10 5 1 .31 10 5
0 .0060
R
R
R R
861 0 .0060
（6 mm ）
R R R （ 861 6） m精m选PPT课件
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24
宇宙引力波的测量
激光干涉仪最令人感兴趣的应用
之一也许是对引力波的测定。爱因
斯坦曾推测，诸如星体爆炸，黑洞
撞击和宇宙“最初”的大碰撞之类
的强烈天文事件可能形成引力波。
但由于这种波如果存在的话也非常
弱，因此，几十年来从未能探测到，
也无法确定其是否存在。
精选PPT课件
25
此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！
dm
1 0 .2 8 3 1 0 .2 0 2 1 0 .0 9 2 9 .9 9 0 9 .8 8 5
n
20
19
18
17
16
右
2 0 .6 6 5 2 0 .7 4 9 2 0 .8 2 5 2 0 .9 1 0 2 0 .9 8 9
左
2 7 .3 8 9 2 7 .3 0 0 2 7 .2 2 8 2 7 .1 4 7 2 7 .0 6 0
17
八、问题讨论
1、本实验是用什么方法处理数据的？此法有何优点？
答：是用逐差法处理数据的。优点为：可以充分利用数据，体现出多次测量的优点，减小了测量误差。
精选PPT课件

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牛顿环干涉
北方民族大学物理实验中心
Fundamental physics experiment
1
牛顿环简介
17世纪初，物理学家牛顿在考察肥皂泡及其他薄膜干涉现象时，把一个玻璃三棱镜压在一个曲率已知的透镜上，偶然发现干涉圆环，并对此进行了实验观测和研究。他发现，用一个曲率半径大的凸透镜和一个平面玻璃相接触，用白光照射时，其接触点出现明暗相间的同心彩色圆环，用单色光照射，则出现明暗相间的单色圆环。这是由于光的干涉造成的，这种光学现象被称为 “牛顿环”。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experim4ent
实验仪器
读数显微镜钠灯牛顿环
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experim5ent
实验仪器
钠光灯
钠光灯是一种气体放电灯。在放电管内充有金属钠和氩气。开启电源的瞬间，氩气放电发出粉红色的光。氩气放电后金属钠被蒸发并放电发出黄色光。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experi1m2ent
实验内容与要求
3. 取m=15，n=5。横向改变显微镜筒位置，使叉丝由第15圈外向第15圈移动直至叉丝交点与之重合，读取C15，继续朝同一方向移动叉丝至第5 圈读取C5 ；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C'5 、 C'15 。 4. 将牛顿环旋转若干角度，重复以上测量共6次。
1.调节显微镜的焦距时，应使物镜筒从待测物移开，使物镜筒自下而上地调节。严禁将镜筒反向调节，以免碰伤和损坏物镜和待测物。
2.在整个测量过程中，十字叉丝中的一条线必须与主尺平行，十字叉丝的走向应与待测物的两个位置连线平行，同时不要将待测物移动。 3.测量中的测微鼓轮只能向一个方向转动，以防因螺纹中的空程而引起的误差。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experim2ent
内容
1 2 3 4
5 6
实验目的实录和处理
思考题
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experim3ent
实验目的
1. 观察等厚现象，考察其特点。 2. 掌握一种测量透镜曲率半径的方法。 3. 学习使用读数显微镜。
4m
Dn2
n
如波长已知，可用此法求出透镜曲率半径；
反之亦然。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experi1m1ent
实验内容与要求
1. 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。 2. 被测物体放到载物平台上，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。
空气隙的等厚干涉条纹是一组明暗相间的同心环。该干涉条纹最早被牛顿发现，北方民族大学物理实验中心
Fundamental physics experim9ent
实验原理
空气薄层中，任一厚度e处上下表面反射光的干涉条件：
λ kλ
k = 1,2,3 明条纹
2e + = 2 (2k +1) λ 2 k = 0,1,2
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experi1m5ent
思考题
1．是否可以用弦长取代牛顿环直径？ 2. 用同样的方法能否测定凹透镜的曲率半径。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experi1m6ent
17
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experi1m3ent
数据记录和处理
牛顿环数据记录表
单位：mm
次数 1 2 3 4 5 6 C15
C5 C’15 C’5 D15 D5
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experi1m4ent
注意事项
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experim7ent
牛顿环
实验仪器
平凸透镜与平板玻璃组合成牛顿环实验样品。
平凸透镜
平板玻璃
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experim8ent
实验仪器
牛顿环
将一曲率半径相当大的平凸玻璃透镜放在一平面玻璃的上面，则在两者之间形成一个厚度随直径变化的空气隙。
钠光在可见光范围内两条谱线的波长分别为589.6nm和589.0nm。这两条谱线很接近，所以可以把它视为单色光源，并取其平均值 589.3nm为波长。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experim6ent
实验仪器
读数显微镜
读数标尺
读数盘
目镜
上下移动旋钮
物镜水平移动旋钮
暗条纹
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experi1m0ent
实验原理
r 2 R2 (R e)2 2 Re e2
R e
略去e2
e r2
2R
各级明、暗干涉条纹的半径：
r (2k 1)R k 1,2,3 明条纹
2
r kR
k 0,1,2 暗条纹
R
Dm2