论文写作与文献检索结业考试论文
论文题目：牛顿环干涉实验的研究
学校名称：北方民族大学
院(部)名称：材料科学与工程学院
学生姓名：刘立
专业：材料成型与控制工程
学号：20090031
任课教师姓名：
论文提交时间：
牛顿环干涉实验的研究
刘立
（北方民族大学材料科学与工程学院，宁夏银川750021）
摘要：正确使用读数显微镜，经过牛顿环干涉实验，分析了牛顿干涉实验中存在的几个问题, 提出了实验过程和数据处理中减少误差的一些方法.
关键词：牛顿环；干涉；实验；实验误差
Abstract: Use the reading microscope correctly. After Newton ring interference experiment, several problems in Newton’s ring experiment are discussed. Some methods of decreasing errors in the process of experiment and data analysis are also proposed.
Key words:Newton's ring; interference pattern; experiment test; experimental error
0 前言
干涉现象是光的波动说的有力证据之一。太阳光照射在肥皂泡或水面上的油膜时，呈现出的彩色条纹，就是光的干涉现象。要产生干涉，两束光必须满足相干条件：频率相同、振动方向相同、相位差恒定。
实验中获得相干光的方法一般有两种：分波阵面法和分振幅法。等厚干涉属于分振幅法。
17世纪初，物理学家牛顿在制作天文望远镜时，偶然发现将一曲率半径大的凸透镜放在平面玻璃上时，其接触点出现明暗相间圆环花样，这是光的干涉现象，这种光学现象被称为“牛顿环”。
由于牛顿是坚持光的微粒学说，未能对此做出解释。牛顿环的干涉应用材料的球面度，平整度及光洁度的检验。
牛顿环干涉实验是大学普通物理实验中的一个基本实验. 通过该实验装置可以观察到等厚干涉现象, 加深对光的波动性的认识; 利用牛顿环可测量平凸透镜的曲率半径、入射光的波长; 根据牛顿环的花样和薄膜干涉原理可以判断光学平面的平面度或平面质量. 在实验室里, 虽然很容易观察到牛顿环干涉现象, 测量也不复杂, 然而实验过程中还是有许多问题值得我们去分析、讨论, 该文从以下几个方面研究.
1 实验原理及测量公式的修正
1.1 实验仪器
平凸透镜与平板玻璃组合成牛顿环仪。
图2 牛顿环仪
测微鼓轮
目镜
读数标尺
水平移动旋
钮
物镜、
透反镜
调焦手轮
图1 读数显微镜
平凸透镜
平板玻璃
1.2 实验原理
牛顿环
钠光
灯
图3 实验光路图
单色光垂直入射到厚度为d的空气薄膜上。入射光线在A的下表面和B的上表面分别产生发射光线，其中在B表面反射时，发生半波损失。两反射光在A上方相遇，因相干而产生干涉现象。
如图4 所示, 当把曲率半径很大的平凸透镜的凸面和一平面玻璃接触时, 二者之间形成一厚度不同的空气薄层, 若用单色光垂直入射, 入射光在空气膜上、下两表面的反射光①②在空气薄层表面附近将实现相干叠加.
图4 实验原理图
①②2 束光之间的光程差将随空气隙厚度而变, 空气厚度相同处反射的两束光具有相同的光程差, 因而, 从反射光方向观察到的干涉条纹是等厚干涉条纹, 并且是1 组以接触点为中心的明暗相间的同心圆环( 中心是一暗斑) , 此干涉图样称为牛顿环, 如图5 所示.
图5 牛顿环
两相干光的光程差为： 暗条纹条件： 亮条纹条件： d 不同，明暗不同，具有相同d 的地方形成圆环。 环纹特点：
2
2λ
+
=?
d 2
)12(λ
?+=?k )
2,1,0(???±±=k 2
2λ?
=?k )
3,2,1(???±±±=k
1.明暗相间同心圆环；
2.中心级次最低，向外升高；
3.环纹内粗外细，环纹间距内疏外密。
()2
22d R r R -+=
又R >>d 所以2d 略去，d =2
2λ
+
=?d
形成暗环的条件： ()212λ
+=?k () 3,2,1,0=k
由以上各式得：
λkR r
k
= () 3,2,1,0=k
因此, 当 知时, 只要测出第k 级暗纹的半径r k , 即可求出平凸透镜的曲率半径R .
实际上，接触点之间难免存在尘埃，使光程差产生难以确定的变化，级次k 无法确定；再者，接触压力引起的玻璃形变会使接触点扩大成一个接触面，以致接近圆心处的干涉条纹也是宽阔而模糊的，圆心不易确定。
然而, 由于平凸透镜和玻璃的接触处附近有尘埃或接触时受力而产生一定的形变, 因此, 平凸透镜不可能在一个理想点上和平面玻璃接触, 通常是
一个圆斑, 以致难以判定干涉环的中心和级次, 因此, 要利用上式来测定R 时, 难以测准. 为了减少误差, 提高测量精度, 必须测量距中心较远的, 比较清晰的2 个环级的半径, 例如测量第m1 个和第m2个暗环的半径, 而m1, m2 只是环序数, 不一定是干涉级数, ( m + j ) 为干涉级数, j 为干涉级修正值,于是
()()[]()λλR R j j w w
m m m m r
r 1
2
1
2
2
2
2
1
-=+-+=
-
这样, 任意2环的半径平方差和干涉级以及环序数无关, 而只与2 个环的序数之差()m m 12-有关, 因此, 只要精确测定2 个环的半径, 由2 个半径的平方差值就可精确地算出透镜的曲半径R , 即
()λm m r
r w w R 1
22
2
1
2
--=
或()λ
m m d d w w R 1
22
241
2--=
上式中d m 1和d m
2
分别为第m 1个和第m 2
个暗环的直径. 在测量中, 我们很难
确定牛顿环中心的位置, 所以, 有必要用测量直径d m
1和d m
2
来代替环半径
r m
1和r m
2
。
1.3 实验内容
1.3.1、调整测量装置
按光学实验常用仪器的读数显微镜使用说明进行调整。调整时注意：
(1)调节450玻片，使显微镜视场中亮度最大，这时，基本上满足入射光垂直于透镜的要求(下部反光镜不要让反射光到上面去)。
(2)因反射光干涉条纹产生在空气薄膜的上表面，显微镜应对上表面调焦才能找到清晰的干涉图像。
(3)调焦时，显微镜筒应自下而上缓慢地上升，直到看清楚干涉条纹时为止，往下移动显微镜筒时，眼睛一定要离开目镜侧视，防止镜筒压坏牛顿环。
(4)牛顿环三个压紧螺丝不能压得很紧，两个表面要用擦镜纸擦拭干净。
1.3.2、观察牛顿环的干涉图样
（1）调整牛顿环仪的三个调节螺丝，在自然光照射下能观察到牛顿环的干涉图样，并将干涉条纹的中心移到牛顿环仪的中心附近。调节螺丝不能太紧，以免中心暗斑太大，甚至损坏牛顿环仪。
（2）把牛顿环仪置于显微镜的正下方，使单色光源与读数显微镜上45角的反射透明玻璃片等高，旋转反射透明玻璃，直至从目镜中能看到明亮均匀的光照。
（3）调节读数显微镜的目镜，使十字叉丝清晰；自下而上调节物镜直至观察到清晰的干涉图样。移动牛顿环仪，使中心暗斑（或亮斑）位于视域中心，调节目镜系统，使叉丝横丝与读数显微镜的标尺平行，消除视差。平移读数显微镜，观察待测的各环左右是否都在读数显微镜的读数范围之内。
1.3.3、测量牛顿环的直径
（1）选取要测量的m和n(各5环)，如取m为55，50，45，40，35，n为30，25，20，15，10。
（2）转动鼓轮。先使镜筒向左移动，顺序数到25环，再向右转到24 环，使叉丝尽量对准干涉条纹的中心，记录读数。然后继续转动测微鼓轮，使叉丝依
次与45，40，35，30，25，20，15，10环对准，顺次记下读数；再继续转动测微鼓轮，使叉丝依次与圆心右10，15，20，25，30，35，40，45，50，55环对准，也顺次记下各环的读数。注意在一次测量过程中，测微鼓轮应沿一个方向旋转，中途不得反转，以免引起回程差。
1.3.4、算出各级牛顿环直径的平方值后，用逐差法处理所得数据，求出 直径平方差的平均值代入公式求出透镜的曲率半径，并算出误差。 ． 注意：
(1)近中心的圆环的宽度变化很大，不易测准，故从K=lO 左右开始比较好；
(2)应从O 数到最大一圈，再多数5圈后退回5圈，开始读第一个数据。 (3)因为暗纹容易对准，所以对准暗纹较合适。
(4)圈纹中心对准叉丝或刻度尺的中心，并且当测距显微镜移动时，叉丝或刻度尺的某根线与圈纹相切(都切圈纹的右边或左边)。 1.3.5 注意事项
(1)应等待入射光电源工作几分钟后，处于稳定状态，再进行实验；实验过程中，不应随意开关钠光灯。
(2)为保护实验仪器，聚焦前，应先使物镜接近被测物，然后使镜筒慢慢向上移,直至聚焦。
(3)测量读数时，目镜中的十字叉丝的横丝应与读数标尺相平行，纵丝应与各暗环相切。
(4)测量读数时，为避免转动部件的螺纹间隙产生的空程误差，测微鼓轮只能向一个方向旋转。
2 数据记录与处理
2.1凹透镜曲率半径测量数据 数据表取25m n -= mm 1089
3.54-?=λ， 仪器误差： 0.005mm 855.1mm R 标＝ 透镜曲率半径测量数据
数据表取25m n -= mm 10893.54-?=λ， 仪器误差： 0.005mm 855.1mm R 标＝
2.2 确定平凸透镜凸面曲率半径的最佳值和不确定度R
曲率半径的最佳值 22m D R 4(m-n)n D λ-＝ ＝751.519
874.3425589310mm -=???
令22m n D D M -=
有 2
1
22222
()1
(51.13251.519)(52.79751.519)(50.98251.519)(51.66051.519)(51.02551.519)51
n
i
i M
M
M S
n =-=
--+-+-+-+--=
∑
=0.283mm
又因为 R M ∝ 所以有 R M S S ∝ M
R s s R
M
= 0.005mm ?=仪 22
4.9 R R S mm ?=+?=仪
2.3 写出实验结果：)mm (R R R Δ±==(874.3±4.9)mm
相对误差：100%R R R R E -=
?标标＝
874.3855.1
100%855.1
?－＝2.3% 3 常见问题分析
3.1 牛顿环的中心是暗斑还是亮斑
由图4 所示可知, 在我们的实验条件下, 入射光在空气薄层的下表面反射, 由于光是从光疏媒质到光密媒质的反射, 会产生“半波损失”, 则空气隙厚度为
k t , 其光程为 k = 2k t +
2λ, 对于接触点C 处的光程差有△k=2
λ
( t = 0) , 故中心C 点为暗斑. 但在测量中,经常会看到牛顿环中心是亮斑, 这是因为平凸透镜和平面玻璃之间不干净, 其间存在油污、尘埃微粒、水或其它液体, 由于液体的折射率介于空气和玻璃之间, 入射光在其上, 下表面反射时, 消除了“ 半波损失”, 那么, 环中央就是亮斑, 针对这一现象, 我们应经常清洗牛顿环, 去掉一些尘埃及油污. 另一方面是来自透射光的干扰, 实验时, 读数显微镜的反射镜可能不严格成45°, 或者一部分光会从牛顿环底部透射出来, 因为从牛顿环底部透射出来的光干涉时不存在“半波损失”, 其中心光程差为对应的是亮斑. 因此, 要想法挡住透射光, 消除其影响。 3.2 用扩展光源代替平行光源, 对实验结果有无影响
如图6 所示, 对于厚度不均匀的薄膜干涉,如用扩展光源S 照明时, 因为扩展光源可看作是由大量的独立点光源所组成, 每1个点光源都在薄膜上产生自己的1 套干涉图样, 相互叠加后, 观察不到明显的条纹图样, 但是对于这一点有一个例外,就是当扩展源离得很远时, 到达玻璃片G 的光线近似是平行的, 这时在薄膜上可形成低对比度的干涉图样。 另外, 如用眼睛观察薄膜并调焦干薄膜上表面, 那么薄膜上的一个特定点Q 将根据2k t = k λ而成暗点——假设光线接近正入射. 这样( 图6 所示) , 来自扩展光源上不同点的光都可以在薄膜上Q 点引起干涉. 如果光线接近正入射, 那么点Q 的光强度就完全由该处的厚度决定. 所以, 实验中可用扩展光源代替平行光源, 对实验结果没有影响。
图6 扩展光源实验图
4 结论
本实验的系统误差主要来源于测量公式的推导以及读数显微镜的使用. 在推导测量公式时, 根据图1 所示的几何关系
2R =﹙R -k t ﹚2+2k r =2R -2R k t +k t 2+2
k r 因为R ＞k t 故略去k
t 2
项并结合产生暗纹条件而得: r = λkR 或k d = λkR 4.
这样由于测量公式不完善而带来误差, 为减少误差可对公式作一些修正, 让
k d = λkR 4+ 2()为一无穷小量εεR , 根据测量数据, 用最小二乘法作直线拟合, 进行数据计算.
另外, 在光学测量中, 只要眼睛参与了测量, 总的测量误差中, 调焦误差将是重要的一个方面. 本实验在使用读数显微镜进行测量时, 就有调焦误差存在, 应加以注意. 测量时, 将显微镜正对牛顿环.然后调节目镜, 使视场中看清十字叉丝, 进而调节镜筒, 使牛顿环成像在十字叉丝所在平面上, 并无视差. 读数前确认叉丝是否准确地通过环心, 若叉丝不是准确地通过环心, 则测得的读数差就不是直径, 而是弦. 使用读数显微镜进行测量时, 另一个要特别注意的是, 在一次测量过程中, 测微螺旋只能朝一个方向旋转, 中途不可倒退, 以避免空转所引进的螺距差.
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等厚干涉——牛顿环 等厚干涉是薄膜干涉的一种。薄膜层的上下表面有一很小的倾角是，从光源发出的光经上下表面反射后在上表面附近相遇时产生干涉，并且厚度相同的地方形成同一干涉条纹，这种干涉就叫等厚干涉。其中牛顿环是等厚干涉的一个最典型的例子，最早为牛顿所发现，但由于他主张微粒子学说而并未能对他做出正确的解释。光的等厚干涉原理在生产实践中育有广泛的应用，它可用于检测透镜的曲率，测量光波波长，精确地测量微笑长度、厚度和角度，检验物体表面的光洁度、平整度等。 一. 实验目的 (1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象； (2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径； 二. 实验仪器 读数显微镜钠光灯牛顿环仪
三. 实验原理 牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸面放在一块光学玻璃平板（平镜）上构成的，如图。平凸透镜的凸面与玻璃平板之间的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加，若以平行单光垂直照射到牛顿环上，则经空气层上、下表面反射的两光束存在光程差，他们在平凸透镜的凸面相遇后，将发生干涉。从透镜上看到的干涉花样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环，称为牛顿环。同一干涉环上各处的空气层厚度是相同的，因此他属于等厚干涉。 图2 图3 由图2可见，若设透镜的曲率半径为R ，与接触点O 相距为r 处空气层的厚度为d ，其几何关系式为 2222222)(r d Rd R r d R R ++-=+-= 由于r R >>，可以略去d 2得
R r d 22 = （1） 光线应是垂直入射的，计算光程差时还要考虑光波在平玻璃上反射会有半波损失，，从而带来2λ的附加程差，所以总光程差为 2 2λ + =?d （2） 所以暗环的条件是 2 ) 12(λ +=?k （3） 其中 3,2,1,0=k 为干涉暗条纹的级数。综合（1）（2）（3）式可得第可k 级暗环的半径为 λkR r k =2 （4） 由式（4）可知，如果单色光源的波长λ已知，测出第m 级的暗环半径r m,,即可得出平图透镜的曲率半径R ；反之，如果R 已知，测出r m 后，就可计算出入射单色光波的波长λ。但是用此测量关系式往往误差很大，原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触；接触压力会引起局部形变，使接触处成为一个圆形平面，干涉环中心为一暗斑。或者空气间隙层有了灰尘，附加了光程差，干涉环中心为一亮（或暗）斑，均无法确定环的几何中心。实际测量时，我们可以通过测量距中心较远的两个暗环半径r m 和r n 的平方差来计算曲率半径R 。因为 λMR r m =2 λnR r n =2 两式相减可得 λ)(22n m R r r n m -=-
实验六、牛顿环干涉 光的干涉现象是光波动性的基本特征之一。牛顿环干涉是属于用分振幅的方法产生的定域干涉现象，亦是典型的等厚干涉条纹。“牛顿环”是牛顿在1675年制做天文望远镜时，偶然将一个望远镜的物镜放在平板玻璃上发现的。在实际工作中，利用牛顿环干涉来测定光波的波长、透镜的曲率半径或检查光学元件表面的光洁度、平整度和加工精度等。 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。 实验仪器 JXD3型读数显微镜（一套），钠光灯，牛顿环 实验原理 把一块曲率半径相当大的平凸透镜A的凸面放在一块很平的平玻璃B上， 那么在两者之间就形成类似劈尖形的空气薄层。如图（a） 。如果将一束单色光垂直地投射上去，则入射光
在空气层上下两表面反射且在上表面相遇将产生干涉。在反射光中形成一系列以接触点O 为中心的明暗相间的光环叫牛顿圈。各明圈（或暗圈）处空气薄层的厚度相等，故称为等厚干涉。 明、暗环的干涉条件分别是： λλ δk e =+=2 2 ??????=,3,2,1k （1） 2 ) 12(2 2λ λ δ+=+ =k e ??????=,2,1,0k （2） 其中 2 λ 一项是由于二束相干光线中，其中一束光从光疏媒质（空气）到光密媒质（玻璃）交界面上反射时，发生“半波损失”引起的。 由图（b ）可得环半径r 与厚度e 的关系：2 22)(e R r R -== 即： 2 2 2e eR r -= R 系透镜A 的曲率半径。由于e R ??，所以上式近似为： R r e 22 = （3） 将（3）带入（1）、（2）明、暗环公式分别有 2 )12(2 λ R k r +=（明环） ??????=,3,2,1k （4） R k r λ=2 （暗环） ??????=,2,1,0k （5） 由（4）、（5）式可看出：以一定波长λ的光入射到牛顿环上形成干涉条纹后，只要测出某一级明环或暗环的半径，即可测出透镜的曲率半径。但在实际测量中，暗环较易对准，故以测量暗环为宜。还有一个要注意的问题是，在实验中利用暗环公式（5），来测定透镜曲率半径R 时是认为接触点O 处（r=0）是点接触，且接触处无脏东西或灰尘存在，但是，实际上由于存在脏物或灰尘及玻璃的弹性形变，接触点是很小的面接触，看到的是一个暗斑。在
深度学习课题阶段性研究成果总结 一、课题基本情况 在20**年9月我们兴义中学英语组全体成员参加了深度学习课题。为了真正探索出一套中学英语学科深度教学模式，在实施中认真学习深度教育理论，用课改理念指导实践。实践中坚持遵循课题研究原则，公开教学研究，用课改理念反思教学。用课改理念寻找策略，吸引学生自觉、自愿地投入到创新的学习活动中去。已初见成效，现将阶段研究工作总结如下。 二、研究方法 1、文献考察及网上研讨结合法：通过对相关文献的搜集、考察等理论学习，获得强有力的理论支持；通过理论培训、网上研讨等形式沟通认识，分析提高。 2、调查分析法：通过问卷调查，了解学情，确定实施进度，及时调整实施方法或步骤。完成了学生学习方法问卷调查情况与汇总，为本课题研究提供理论依据。 3、资源归纳法：在实验或调查中要详细纪录，做好对照实验，要详细收集撰写论文时所要引用的数据和证据等，如原始资料和照片等，有什么发现，最好在当时就进行初步分析、归纳、整理。课题负责人应有意识地收集和保存好这些原始记录和资料。 4、经验总结法：坚持边探索、边研究、边总结、边修正、边引导等过程性研究，及时形成阶段性小结。
三、立项以来所做的的工作 1、加强理论学习，促教师教学理念的提升。学习国内外创新教育理论以及现代教育学、心理学理论，坚持记读书笔记，写读后反思在追求自我、实现自我、超越自我中得到充实。组织课题组教师学习《中学英语学科各年级学生学业质量监控与评价指导意见》，结合《英语课程标准》英语七、八级教材解读培训活动，加强教师教学理念的提升。 2、确定子课题进行下一阶段的行动研究。在调查问卷分析报告的基础上，课题组确定子课题安排下一阶段的行动研究。经过课题组成员集体研究，确定以下课题为本研究课题的子课题： ①、以创设问题情景开展有效教学为主题。 ②、培养学生的问题意识、提出有效问题的能力。 ③、培养学生过程性学习方法、增加学生信息收集和处理能力。 ④、以学生有效学习，教师有效教学为主题。 ⑤、以探索有效教学模式或方式为主题。 ⑥、以促进教师专业发展或成长为主题。 ⑦、如何培养学生沟通能力与合作精神。 四、初步取得的成绩： 1、积极的学习兴趣是培养学生“深度性学习”方法的前提。爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师”，而兴趣总是在
（1）牛顿环的中心在什么情况下是暗的，在什么情况下是亮的？ 中心处是暗斑，这是因为中心接触处的空气厚度，而光在平面玻璃面上反射时有半波损失，所以形成牛顿环中心处为暗斑(用反射光观察时)。当没有半波损失时则为亮斑。 当有半波损失时为暗纹，没有半波损失时为亮纹。 （2）实验中为什么用测量式 λ )(42 2 n m D D R n m --= ，而不用更简单的λ K r R k 2 = 函数关系式求出 R 值？ 因为用后面个关系式时往往误差较大，原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触，接触压力会引起局部形变，使接触点成为一个圆面，干涉环中心为一暗斑，所以无法确定环的几何中心。所以比较准确的方法是测量干涉环的直径。测出个对应k 环环直径Dk ，由rk 2 =k λR 可知Dk 2=4R λk,又由于灰尘等存在，是接触点的dk ≠0，其级数也是未知的，则是任意暗环的级数和直径Dk 难以确定，故取任意两个不相邻的暗环，记其直径分别为Dm 和Dn(m>n),求其平方差即为 Dm 2-Dn 2=4(m-n)R λ,则R=(Dm 2-Dn 2)/4(m-n) λ (3) 在本实验中若遇到下列情况，对实验结果是否有影响？为什么？ ①牛顿环中心是亮斑而非暗斑。 ②测各个D m 时，叉丝交点未通过圆环的中心，因而测量的是弦长而非真正的直径。 1. 环中心出现亮斑是因为球面和平面之间没有紧密接触（接触处有尘埃，或有破损或磨毛），从而产生了附加光程差。这对测量结果并无影响（可作数学证明）。 2.( 提示：从左图A ，看能否证 明:2 2 2 2 n m n m D D d d -=-) 没有影响.可能的附加光程差会导致中心不是暗点而是亮斑,但在整个测量过程中附加光程差是恒定的,因此可以采用不同暗环逐差的方式消除 （4）在测量过程中，读数显微镜为什么只准单方向前进，而不准后退？ 会产生回程误差，即测量器具对同一 个尺寸进行正向和反向测量时，由于 结构上的原因，其指示值不可能完全相同，从而产生误差. d d m Dn Dm h r n r m n 图A R d n =1 H 图B
等厚干涉——牛顿环 【实验目的】 (1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象； (2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径； (3)学会使用读数显微镜测距。 【实验原理】 在一块平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透镜，使其凸面与平面相接触，在接触点附近就形成一层空气膜。当用一平行的准单色光垂直照射时，在空气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，形成以接触点为圆心的明暗相间的环状干涉图样，称为牛顿环，其光路示意图如图。 如果已知入射光波长，并测得第k 级暗环的半径 k r ，则可求得透镜 的曲率半径R 。但实际测量时，由于透镜和平面玻璃接触时，接触点有压力产生形变或有微尘产生附加光程差，使得干涉条纹的圆心和环级确定困难。用直径 m D 、n D ，有 λ)(42 2n m D D R n m --= 此为计算R 用的公式，它与附加厚光程差、圆心位置、绝对级次无关，克服了由这些因素带来的系统误差，并且 m D 、n D 可以是弦长。 【实验仪器】 JCD3型读数显微镜，牛顿环，钠光灯，凸透镜(包括三爪式透镜夹和固定滑座)。 【实验内容】 1、调整测量装置 按光学实验常用仪器的读数显微镜使用说明进行调整。调整时注意： (1)调节450玻片，使显微镜视场中亮度最大，这时，基本上满足入射光垂直于透镜的要求(下部反光镜不要让反射光到上面去)。 (2)因反射光干涉条纹产生在空气薄膜的上表面，显微镜应对上表面调焦才能找到清
晰的干涉图像。 (3)调焦时，显微镜筒应自下而上缓慢地上升，直到看清楚干涉条纹时为止，往下移动显微镜筒时，眼睛一定要离开目镜侧视，防止镜筒压坏牛顿环。 (4)牛顿环三个压紧螺丝不能压得很紧，两个表面要用擦镜纸擦拭干净。 2、观察牛顿环的干涉图样 （1）调整牛顿环仪的三个调节螺丝，在自然光照射下能观察到牛顿环的干涉图样，并将干涉条纹的中心移到牛顿环仪的中心附近。调节螺丝不能太紧，以免中心暗斑太大，甚至损坏牛顿环仪。 （2）把牛顿环仪置于显微镜的正下方，使单色光源与读数显微镜上45角的反射透明玻璃片等高，旋转反射透明玻璃，直至从目镜中能看到明亮均匀的光照。 （3）调节读数显微镜的目镜，使十字叉丝清晰；自下而上调节物镜直至观察到清晰的干涉图样。移动牛顿环仪，使中心暗斑（或亮斑）位于视域中心，调节目镜系统，使叉丝横丝与读数显微镜的标尺平行，消除视差。平移读数显微镜，观察待测的各环左右是否都在读数显微镜的读数范围之内。 3、测量牛顿环的直径 （1）选取要测量的m和n(各5环)，如取m为55，50，45，40，35，n为30，25，20，15，10。 （2）转动鼓轮。先使镜筒向左移动，顺序数到55环，再向右转到50 环，使叉丝尽量对准干涉条纹的中心，记录读数。然后继续转动测微鼓轮，使叉丝依次与45，40，35，30，25，20，15，10，环对准，顺次记下读数；再继续转动测微鼓轮，使叉丝依次与圆心右10，15，20，25，30，35，40，45，50，55环对准，也顺次记下各环的读数。注意在一次测量过程中，测微鼓轮应沿一个方向旋转，中途不得反转，以免引起回程差。 4、算出各级牛顿环直径的平方值后，用逐差法处理所得数据，求出 直径平方差的平均值代入公式求出透镜的曲率半径，并算出误差。．注意： (1)近中心的圆环的宽度变化很大，不易测准，故从K=lO左右开始比较好； (2)m-n应取大一些，如取m-n=25左右，每间隔5条读一个数。 (3)应从O数到最大一圈，再多数5圈后退回5圈，开始读第一个数据。 (4)因为暗纹容易对准，所以对准暗纹较合适。，
探究外部因素对牛顿环干涉的影响 10级物本：周晨、陈杨华、许英磊 指导老师：尹真 摘要：本实验利用移测显微镜对牛顿环仪在不同条件下显示出的牛顿环进行观察，求出各种条件下所测得透镜的曲率半径，并分析这些条件对牛顿环测定透镜曲率半径的影响情况。关键词：牛顿环、曲率半径、牛顿环仪、移测显微镜 1 引言： 运用钠灯发出的光线作为实验的入射光线，光线经过牛顿环仪后，在牛顿环仪表面发生干涉现象，形成了一系列同心圆圈，运用移测显微镜进行测量，可以求得牛顿环仪中透镜的曲率半径。 2实验仪器及用具：移测显微镜、牛顿环仪、钠灯等 3实验原理： 牛顿环仪是由待测平凸透镜L和磨光的平玻璃板P叠合安装在金属框架F中构成的(图1)．框架边上有三个螺旋H，用以调节L和P之间的接触，以改变干涉环纹的形状和位置．调节H时，不可旋得过紧，以免接触压力过大引起透镜 弹性形变，甚至损坏透镜。
当一曲率半径很大的平凸透镜的凸面与一平玻璃板相接触时，在透镜的凸面与平玻璃板之间形成一空气薄膜．薄膜中心处的厚度为零，愈向边缘愈厚，离接触点等距离的地方，空气膜的厚度相同，如图2所示，若以波长为λ的单色平行光投射到这种装置上，则由空气膜上下表面反射的光波将在空气膜附近互相干涉，两束光的光程差将随空气膜厚度的变化而变化，空气膜厚度相同处反射的两束光具有相同的光程差，形成的干涉条纹为膜的等厚各点的轨迹，这种干涉是一种等厚干涉。 在反射方向观察时，将看到一组以接触点为中心的亮暗相间的圆环形干涉条纹，而且中心是一暗斑[图3(a)]；如果在透射方向观察，则看到的干涉环纹与反射光的干涉环纹的光强分布恰成互补，中心是亮斑，原来的亮环处变为暗环，暗环处变为亮环[图3(b) ]，这种干涉现象最早为牛顿所发现，故称为牛顿环。
北京师范大学珠海分校大学物理实验报告 实验名称：牛顿环实验测量 学院工程技术学院 专业测控技术与仪器 学号 1218060075 姓名钟建洲 同组实验者 1218060067余浪威 1218010100杨孟雄 2013 年 1 月 17日
实验名称 牛顿环实验测量 一、实验目的 1.观察牛顿环干涉现象条纹特征； 2.学习用光的干涉做微小长度的测量； 3.利用牛顿环干涉测量平凸透镜的曲率半径； 4.通过实验掌握移测显微镜的使用方法 二、实验原理 在一块平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透镜，使其凸面与平面相接触，在接触点 o 附近就形成一层空 气膜。当用一平行的准单色光垂直照射时，在空气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 o 为圆心的明暗相间的环状干涉图样，称为牛顿环。如果已知入射光波长，并测得第 k 级 暗环的半径 r k ，则可求得透镜的曲率半径 R 。但 实际测量时，由于透镜和平面玻璃接触时，接触点有压力产生形变或有微尘产生附加光程差，使得干涉条纹的圆心和环级确定困难。第m 环与第n 环 用直径 D m 、 D n 。 () λ n m n D m D R +-= 42 2此为计算 R 用的公式，它与附加厚度、
圆心位置、绝对级次无关，克服了由这些因素带来的系统误差，并且D m 、 D n 可以是弦长。 三、实验内容与步骤 用牛顿环测量透镜曲率半径 (1).按图布置好实验器材，使用单色扩展光源，将牛顿环装置放在读数显微镜工作台毛玻璃中央，并使显微镜筒正对牛顿环装置中心。 (2).调节读数显微镜。 1.调节目镜，使分划板上的十字刻度线清晰可见，并转动目镜，使十字刻度线的横线与显微镜筒的移动方向平行。 2.调节45度反射镜，使显微镜视觉中亮度最大，这时基本上满足入射光垂直于待测量透镜的要求。 1.转动手轮A，使显微镜平移到标尺中部，并调节调焦手轮B，使物镜接近牛顿环装置表面。 2.对显微镜调焦。缓慢地转动调焦手轮B，使显微镜筒由下而上移动进行调焦，直到从目镜中清楚地看到牛顿环干涉条纹且无视差为止；然后移动牛顿环装置，使目镜中十字刻度线交点与牛顿环中心重合 (1).观察条纹的特征。 观察各级条纹的粗细是否一致，其间距有无差异，并做出解释。观察牛顿环中心是亮斑还是暗斑？ (2).测量暗环的直径 转动读数显微镜的读数鼓轮，同时在目镜中观察，使十字刻度线由牛顿环中心缓慢地向一侧移动到43环；然后再回到第42环。自42环起，单方向移动十字刻度，每移3环读数一——直到测量完成另一侧的第42环。并将所测量的第42环到第15环各直径的左右两边的读数记录在表格内。 四、数据处理与结果 1.求透镜的曲率半径。 测出第15环到第42环暗环的直径，取m-n=15,用逐差法求出暗环的直径平方 差的平均值，按算出透镜的曲率半径的平均值R。 R1＝(d422-d272)/[4(42-27]λ= 895.85 mm R2＝(d392-d242)/[4(39-24]λ= 896.97 mm R3＝(d362-d212)/(4(36-21)λ= 887.94mm R4＝(d332-d182)/(4(33-18)λ= 893.30mm
等厚干涉——牛顿环等厚干涉是薄膜干涉的一种。薄膜层的上下表面有一很小的倾角是，从光源发出的光经上下表面反射后在上表面附近相遇时产生干涉，并且厚度相同的地方形成同一干涉条纹，这种干涉就叫等厚干涉。其中牛顿环是等厚干涉的一个最典型的例子，最早为牛顿所发现，但由于他主张微粒子学说而并未能对他做出正确的解释。光的等厚干涉原理在生产实践中育有广泛的应用，它可用于检测透镜的曲率，测量光波波长，精确地测量微笑长度、厚度和角度，检验物体表面的光洁度、平整度等。 一. 实验目的 (1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象； (2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径； 二. 实验仪器 读数显微镜钠光灯牛顿环仪 三. 实验原理 牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸面放在 一块光学玻璃平板（平镜）上构成的，如图。平凸透 镜的凸面与玻璃平板之间的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加，若以平行单光垂直照射到牛顿环上，则经空气层上、下表面反射的两光
束存在光程差，他们在平凸透镜的凸面相遇后，将发生干涉。从透镜上看到的干涉花样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环，称为牛顿环。同一干涉环上各处的空气层厚度是相同的，因此他属于等厚干涉。 图2图3 由图2可见，若设透镜的曲率半径为R ，与接触点O 相距为r 处空气层的厚度为d ，其几何关系式为 由于r R >>，可以略去d 2得 R r d 22 =（1） 光线应是垂直入射的，计算光程差时还要考虑光波在平玻璃上反射会有半波损失，，从而带来2λ的附加程差，所以总光程差为 2 2λ + =?d （2） 所以暗环的条件是 2 ) 12(λ +=?k （3） 其中K 3,2,1, 0=k 为干涉暗条纹的级数。综合（1）（2）（3）式可得第可k 级暗环的半径为 λkR r k =2（4） 由式（4）可知，如果单色光源的波长λ已知，测出第m 级的暗环半径r m,,即可得出平图透镜的曲率半径R ；反之，如果R 已知，测出r m 后，就可计算出入射单色光波的波长λ。但是用此测量关系式往往误差很大，原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触；接触压力会引起局部形变，使接触处成为一个圆形平面，干涉环中心为一暗斑。或者空气间隙层有了灰尘，附加了光程差，干涉环中心为一亮（或
石河子大学 大学生创新创业训练项目 中期研究报告 项目名称：溶质运移条件下土壤穿透曲 线（BTC）的试验方法研究立项人：高东翔 指导教师：李明思、蓝明菊 二〇一二年十二月二十日
1. 研究背景及意义 土壤盐碱化以及外来溶质随水分在土壤中的迁移问题是引起农业土壤环境问题的两大重要因素，也是当今世界的研究热点。我国水资源短缺，发展农业节水灌溉技术对我国农业发展尤为重要。一些地区污水灌溉直接导致了粮食污染、土壤污染及地下水污染，继而影响到人们的健康。另外，农田中大量施用化肥和农药也造成土壤环境恶化，甚至导致地下水污染。为了防止土壤的污染，必须制定有效的防治规划，采用合理的措施。而要建立合理的控制措施，必须首先了解外来溶质在土壤中运移的规律，这对于本身含有盐碱的土壤来说也是治理的先决条件。 水动力弥散系数是多孔介质中的对流弥散和分子扩散之和，它能够综合反映溶质在土壤中的运移特性，水动力弥散系数是研究土壤溶质运移的一个重要参数。对于研究污水灌溉后污染物质在土壤中的运移规律，化肥、农药在农田的运移规律，盐碱地水盐运动规律，地下水资源保护，它是一个不可少的参数。土壤溶质穿透曲线成为人们研究土壤溶质迁移特性必不可少的工具[4]。用穿透曲线法求解水动力弥散系数，其概念清楚，计算简便，已在国内外广泛应用。 自Taylor（1951）利用单毛管描述土壤溶质穿透曲线以来，开始了利用土壤溶质穿透曲线来揭示土壤溶质的迁移机制，特别Nielsen和Bigger（1961，1962，1963）通过实验研究，对土壤溶质穿透曲线及土壤溶质迁移机制作了广泛评述，此后有许多文献报道了相关研究成果。
实验五牛顿环实验 实验性质：综合性实验 教学目的和要求： 1.理解牛顿环的形成原因与等厚干涉的含义。 2.学习用牛顿环测量平凸透镜曲率半径，并熟练运用逐差法处理数据。 3.熟练使用读数显微镜。 教学重点与难点：1．理解牛顿环的成因与等厚干涉的含义 2．测定牛顿环的直径与用逐差法来处理数据 3. 各仪器的正确使用。 一．检查学生的预习情况 检查学生预习报告:内容是否完整，表格是否正确。 二．实验仪器和用具：牛顿环仪、钠灯、读数显微镜 三．讲解实验原理 1.牛顿环 把一块曲率半径相当大的平凸透镜A的凸面放在一块很平的平玻璃B上，那么在两者之间就形成类似劈尖形的空气薄层。如图1（a）。如果将一束单色光垂直地投射上去，则入射光在空气层上下两表面反射且在上表面相遇将产生干涉。在反射光中形成一系列以接触点O为中心的明暗相间的光环叫牛顿环。各明环（或暗环）处空气薄层的厚度相等，故称为等厚干涉。
图1 明、暗环的干涉条件分别是：λλδk e =+ =22 ??????=,3,2,1k 2)12(22λλδ+=+ =k e ??????=,2,1,0k 其中2 λ一项是由于二束相干光线中，其中一束光从光疏媒质（空气）到光密媒质（玻璃）交界面上反射时，发生“半波损失”引起的。 环半径r 与厚度e 的关系见图31-1（b ） 因为 222)(e R r R -+= 即 222e eR r -= R 系透镜A 的曲率半径。由于e R ?? 所以上式近似为 R r e 22 = 带入明、暗环公式分别有 2)12(2λ R k r +=（明环） （1） R k r λ=2 （暗环） （2） 实验中利用暗环公式（2），由单色光λ所形成的暗环来测定透镜曲率半径R 时应注意公式（2）是认为接触点O 处（r =0）是点接触，且接触处无脏东西或
《班班通与传统教学的融合》 课题研究阶段性工作报告 本课题从2013年12月开始通过文献分析，掌握班班通应用效益相关资料，利用调查研究法、访谈法，首先对学校管理、软硬件环境、资源共建共享、应用研究、教师培训等方面进行分析研究，为问题解决提供前期准备工作，再到2014年4月开始依据上一阶段得到的制约因素，借鉴国内外相关研究成果，进入课题申请和研究阶段，利用系统方法构建出班班通应用效益与传统教学融合的具体策略，通过讨论研究、论文撰写和课堂实践描绘出推进班班通效益的模型。在得知课题得以立项后，本课题组所有成员欣喜若狂，学校领导特别重视，马上组织了开题大会，邀请了县市级专家和课题组成员一起研讨今后课题研究步奏和具体的实施过程。经过将近一年半的贯彻实施，具体深入地开展教学研究活动，在一次次学习、实践、研讨、交流、改进、调整等实实在在的工作中，我们真实地听到了自己成长的脚步声。 凭借一线教师的有利条件，以课堂为实验基地，通过学习交流及在语文、数学、英语课堂教学上进行探索和实践，找到与班班通最为和谐的交汇点，从而更好地开展新课改，促进课堂教学质量的提高。本学年我们进入了课题研究的实施阶段，如何结合新课程教学理念，以更多方式深入地进行课题研究，从多方面具体地体现和展示本课题的实验情况和效果，是我们这一年课题研究的工作重点。我们工作虽紧张，可却感觉很充实，虽然很忙碌，可我们却在不断成长，成功的喜悦与研究的困惑并存着。现将我们课题组的工作进展及成果、课题组活动做法及体会汇报如下： 一、搜集资料，理论准备 研究课题，就必须多途径地学习理论知识。于是本课题组在开题之初就组织实验教师学习了《义务教育学科课程标准（2011版）》；《新课程中的教学技能的变化》；《课程研究方法论》、《基础教育课程改革纲要》、《多媒体学习环境的构建》（王清、黄国华）、《媒体组合和学习步调对多媒体学习影响的眼动实验研究》（王玉琴、王成伟）、《多媒体学习——视觉信息与言语信息的系统整合》（苏爱玲、侯继仓）等理论书籍。 通过理论学习使实验教师深刻地认识到将“班班通”正确灵活地使用的教学和传统教学模式的优势互补打造真正的教师省力，学生轻松的优质课堂。 二、培训设备，操作准备
等厚干涉牛顿环实验报告 This manuscript was revised on November 28, 2020
等厚干涉——牛顿环 等厚干涉是薄膜干涉的一种。薄膜层的上下表面有一很小的倾角是，从光源发出的光经上下表面反射后在上表面附近相遇时产生干涉，并且厚度相同的地方形成同一干涉条纹，这种干涉就叫等厚干涉。其中牛顿环是等厚干涉的一个最典型的例子，最早为牛顿所发现，但由于他主张微粒子学说而并未能对他做出正确的解释。光的等厚干涉原理在生产实践中育有广泛的应用，它可用于检测透镜的曲率，测量光波波长，精确地测量微笑长度、厚度和角度，检验物体表面的光洁度、平整度等。 一. 实验目的 (1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象； (2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径； 二. 实验仪器 读数显微镜钠光灯牛顿环仪 三. 实验原理 牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸面放在一块光 学玻璃平板（平镜）上构成的，如图。平凸透镜的凸面与玻 璃平板之间的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加，若以平行单光垂直照射到牛顿环上，则经空气层上、下表面反射的两光束存在光程差，他们在平凸透镜的凸面相遇后，将发生干涉。从透镜上看到的干涉花样是以玻璃接触点为中心的
一系列明暗相间的圆环，称为牛顿环。同一干涉环上各处的空气层厚度是相同的，因此他属于等厚干涉。 图2 图3 由图2可见，若设透镜的曲率半径为R ，与接触点O 相距为r 处空气层的厚度为d ，其几何关系式为 由于r R >>，可以略去d 2得 R r d 22 = （1） 光线应是垂直入射的，计算光程差时还要考虑光波在平玻璃上反射会有半波损失，，从而带来λ的附加程差，所以总光程差为 2 2λ + =?d （2） 所以暗环的条件是 2 ) 12(λ +=?k （3） 其中 3,2,1, 0=k 为干涉暗条纹的级数。综合（1）（2）（3）式可得第可k 级暗环的半径为 λkR r k =2 （4） 由式（4）可知，如果单色光源的波长λ已知，测出第m 级的暗环半径r m,,即可得出平图透镜的曲率半径R ；反之，如果R 已知，测出r m 后，就可计算出入射单色光波的波长λ。但是用此测量关系式往往误差很大，原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触；接触压力会引起局部形变，使接触处成为一个圆形平面，干涉环中心为一暗斑。或者空气间隙层有了灰尘，附加了光程差，干涉环中心为一亮（或暗）斑，均无法确定环
子课题：团队活动对学生行为习惯养成的作用 中期报告 固堤中心学校 我们固堤街道中心学校自2009年9月至今，以课题《团队活动对学生行为习惯养成的作用》为平台和触发点，从课题确定、申报、制定研究计划和实施方案、等方面有条不紊地进行着，取得了良好的效果，在研究过程中教师们有了一些心得体会，同时也遇到了不少问题，现从以下几方面进行阶段性小结。 一、课题的提出 “德育为首，育人为本”是我校教育工作的一个重点，我们要始终坚持“德育就是质量”的理念，加强校风、班风、学风建设，着力培养学生的良好行为习惯。加强和改进未成年人思想道德建设，是培育中国特色社会主义事业合格建设者和接班人的重大举措，是关系国家前途和民族命运的希望工程，也是关系亿万家庭切身利益的民心工程。现在的未成年人，几年十几年后就是中国特色社会主义事业的接班人，他们将承担起开创中国特色社会主义事业新局面、实现中华民族伟大复兴的历史重任。 教育是社会主义现代化建设的基础，少先队、共青团、学生会是学校德育的重要阵地。学校教育能否培养出数量足够、素质优良的人才，在很大程度上取决于对学校德育的管理。少先队、共青团、学生会工作任重道远、千头万绪，是班集体的组织者、教育者和引导者，是学校德育工作的得力助手，是推进素质教育和少先队事业蓬勃发展的积极力量。 行为习惯是做人的基础，加强学生行为习惯的培养，是加强学校德育工作的永恒主题，也是德育的基础性工作。要通过基础行为习惯的培养，使学生懂文明，讲礼貌，树立良好的精神风貌和良好心理品质，养成遵纪守法的好习惯，树立公德意识，从而促进学生学习习惯、生活习惯的养成，为成功人生奠定坚实的基础。
抓好少先队、共青团、学生会工作取得新发展的基础，是学校德育工作取得成功的关键，加强少先队、共青团、学生会基础建设的实施与操作是学校作为对未成年人进行思想道德教育的主渠道，应真正担负起教书育人的神圣职责，把德育工作摆在素质教育的首要位置，贯穿于教育教学的各个环节，切实抓紧抓好。 二、课题研究目标与内容 1、积极探索未成年人思想道德建设规律，不断创新德育工作的机制、内容、方法和途径，积极开展专项研究、案例分析、心理辅导和形式多样的专题教育活动，提高德育工作的针对性和实效性。 2、加强学生养成教育，遵循中学生思想道德建设的规律和特点，开展丰富多彩的团队活动，培养学生良好的行为习惯 3、通过课题研究，充分发挥团、队、会组织的优势，根据客观的社会生活条件和学生身心发展规律，有创新地组织教育情境，严格要求训练，使青少年学生按照新时期社会发展所需的政治思想、世界观、道德规范调节自己的行为，使他们成为思想过硬、社会所需的人才。 三、课题研究的方法及步骤 基本方法：1、学校团队活动以主旋律教育内容为主。完善了团支部的建设，发展了新团员，各班干部凝聚力得到了加强。在中学共青团员中普遍开展以马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想为主线的共产主义理想培养活动；以“奉献、友爱、互助、进步”为准则的志愿服务意识培养活动等等。在中学共青团员中普遍开展团员“三会一课”和团员教育评议、政治理论讲座等活动以加强共青团的思想政治素质建设。 2、学校团队活动以学校阵地为主，兼顾校外社会实践基地。譬如，在中学里普遍建立“团校”等阵地开展教育活动。同时，积极拓
小学小班化教学的实施策略研究阶段 性研究报告 晓静 一、课题提出的背景与意义。 （一）课题提出的原因。 一是现代社会、经济发展的必然要求。随着我国改革开放和现代化建设逐步推向深入，对人才的需求越来越多，要求越来越高，从某种程度上说，以前的“大班化”、“一统式”教育模式已越来越不适应现代化人才培养的需要，现代社会发展呼唤多才多艺、富有创新意识的新型人才，可以这么说，我国的社会主义现代化进程孕育了“小班化教学”。 二是符合家长需要和生源逐年递减的实际情况。近年来，我乡经济的快速持续发展，大大提高了广大村民的物质生活水平，人民群众在不断提高物质生活质量的同时，对子女教育要求也有了更加强烈的反应，人们进一步提高了对教育的要求。而我校每年新生人数逐年减少，教育资源包括师资和校舍条件相对宽裕，提高每个学生充分享受教育资源的比将可能变成现实。在这种情况下，通过“小班化教学”的实验研究，可以充分利用和优化配置现有的教育资源，探索一条全面提高教育质量的有效途径。 ﹙二﹚本课题国外研究的历史和现状。 小班化教育教学已是世界性的教育发展趋势。从世界上来看，欧美等一些中等发达国家和地区已普遍应用这一模式。我们的周边国
家，无论是经济相对发达国家或落后国家，基本上是实行小班化教育教学，像我们这样大的班额几乎是没有的。从我们国来看，、、、、等省市从1996年前后已开始进行小学小班化教育教学实验研究。从我们省来看，、、等，也早已进行了小班化教育教学实验。十五期间，教体局教育教研中心组织了5所小学，参加了“小学小班化教育教学”课题实验，对提高小学素质教育，提高教师教育教学水平、合理利用教育教学资源等进行了初步的探讨研究，并取得了阶段性的成果，积累了进一步研究实验的一手资料。 ﹙三﹚课题研究的创新之处与研究价值。 我校已经实施了多年的小班化教学，如何让我校“小班化”课堂教学达到高效，我们必须找到一个抓手，找准一个着力点、一个突破口，经研究，决定将着眼于“小班化高效课堂的实施策略研究”，争取经过一个阶段研究，使教师的教学观、学生观、课程观、评价观等方面得到较大幅度的提高，努力为学生营造和谐课堂，使学生在课堂上有效地甚至高效地互动、合作，发展学生学习的主观能动性，为学生终身的发展奠定良好的基础。通过对当下课堂教学现状的调查分析，找出问题，研究对策，有针对性地进行调整和优化，以达到让学生轻松愉快的学习，提高每一节课的效率，促进师生的共同发展的目的。同时，利用该课题研究，打造一支素质优良的教师队伍，促进学校教育科研发展，努力提升学校教育科研特色的涵。 二、本课题研究的目标、研究容。 ﹙一﹚本课题研究的目标:
牛顿环 不定项选择题 试题1 在测量10-17级暗纹直径对应的左右位置时，某同学找到中心暗环后，先左旋读数鼓轮到第10级时依次读出10-17级条纹位置，然后反转鼓轮回到中心暗环后，继续前行，到第10级时依次读出另一侧10-17级条纹位置。这同学的操作是否正确？ 正确 不正确 [参考答案] 不正确 [我的答案] 试题2 实验过程中因为读数鼓轮要求朝同一方向旋转，所以，在实验开始测量之前，读数显微镜的主尺位置（需要测量的最大条纹直径不超过15mm，最大主尺刻度50mm），合适的是（） 25mm附近 5mm附近 45mm附近 0mm位置 [参考答案] 25mm附近 试题3 牛顿环实验将测量式用,而不取R= （D k×D k）/kλ的原因是 消除干涉级次K的不确定性引起的系统误差 干涉环纹的几何中心难以精确确定 减小测量的偶然误差
减小测量的系统误差 [参考答案] 消除干涉级次K的不确定性引起的系统误差 干涉环纹的几何中心难以精确确定 减小测量的系统误差 试题4 牛顿环是典型的（） 等厚干涉 等倾干涉 夫琅禾费衍射 [参考答案] 等厚干涉 试题5 读数显微镜的空程误差，是属于（） 随机误差 系统误差 [参考答案] 系统误差 试题6 读数显微镜的读数正确读法是 先从主尺读出整毫米数值，再读出游标的整数值乘以0.01，然后相加得出读数 先从主尺读出整毫米数值，再读出游标估读一位小数后的读数值乘以0.01，然后相加得出读数 先从主尺读出估读一位小数的数值，再读出游标的整数值乘以0.01，然后相加得出读数 先从主尺读出估读一位小数的数值，再读出游标估读一位小数后的读数值乘以0.01，然后相加得出读数 [参考答案] 先从主尺读出整毫米数值，再读出游标估读一位小数后的读数值乘以0.01，然后相加得出读数 试题7 用读数显微镜测量待测物体长度时，如图所示，左边游标和主尺位置对应十字叉丝和物体左端对齐，右端游标和主尺位置表示十字叉丝和物体右端对齐，则左右读数，及物体长度为（）
如何撰写课题结题报告（参考） 对于一个科研课题来说，撰写结题报告是课题研究的最后一个程序。 结题报告如何撰写呢？尽管研究方法各有不同，具体的撰写因而也各有所异，但是，从其基本的格式来说，它们还是有一定的规律可循的。就其结构而言，教育研究报告的一般结构是： 1.研究报告的题目 研究报告的题目就是课题的研究报告。如“小学三年级数学思维能力训练报告”；“‘成功教育’实验报告”；“‘和谐教育实验'阶段性成果研究报告”；“‘初中语文教学思维训练’实验报告”；“利用电教媒体优化课堂结构，促进教学目标的实现---初中课堂教学TET模式实验报告”等等。一般在题目下面都应该写清楚课题研究组或课题研究报告撰写人姓名。 2.研究问题的提出 问题的提出实际上就是研究报告的开头部分，有如“引言”的功能。这部分主要内容是写清楚这一课题的研究目的、研究背景、价值和意义，以及这一课题目前在国内外研究的主要成果、现状，研究这一课题预计所要解决的问题以及研究理论框架。在这一部分还要分析清楚研究假设是什么，假设用语是否明确、是否具有可检验性，对课题假设要进行充分的论证，当然可以参考课题立项申请报告中的有关内容。 3.课题研究的方法 在这一部分主要写明进行这一课题研究所选用的方法。包括： （1）根据课题的特点，选用何种研究方法。 （2）研究对象（即样本）的取样方法、数量（即容量）、条件（即研究前所具备的水平）。要求取样方法科学，样本容量合适且具有代表性。 （3）根据所选用的研究方法确定研究设计。 （4）明确操作定义。即对课题研究中所涉及的相关概念给出明确的定义或解释，使研究更具有可操作性。 （5）对研究的变量给出明确、具体的测量方法和统计检验方法。 （6）对课题研究的无关变量给出控制方法。 （7）课题的具体实施程序。即研究时间和步骤。 4.研究的结果 “课题研究成果”这个部分是整篇结题报告中最为重要的部分。一个结题报告写得好不好，是否能全面、准确地反映课题研究的基本情况，使课题研究成果具有推广价值和借鉴价值，就看这部分的具体内容写得如何。一般说来，这部分的文字内容所占的篇幅，要占整篇结题报告的一半左右。 “课题研究成果”这个部分内容的表述，要注意三个问题： 第一，不要只讲实践成果，不讲理论成果。一个结题报告的研究成果，应当包括理论成果和实践成果两个部分。不少的结题报告，是这样陈述研究成果的：我们通过研究，开设了几节公开课、观摩课，发表了多少篇论文，获得那一级奖，在CN刊物和那些汇编上发表了几篇文章，有多少学生参加什么竞赛获得了那些奖项。或者是，通过研究，学生的学习成绩和学习能力获得了哪些提高，教师的科研水平得到了哪些提高等等。这些是不是研究成果？是成果。但仅是属于实践成果。一篇结题报告，单单这样陈述，是远远不够的。因为这样的陈述，别人无
牛顿环实验中的误差分析 ——— 一种新的牛顿环仪构想 物理学院 微电子系 滕渊 20071001107 指导教师 ：戚焕筠 摘要：牛顿环实验中利用反射点半径与平凸透镜曲率半径的关系测量平凸透镜的曲率半径，这个实验中有三个较明显的系统误差。本方简要分析这三个系统误差的影响，并针对影响最大的一个因素深入探讨，最后提出一种新的牛顿环仪模型。 关键词：牛顿环、系统误差、中心暗斑、新式牛顿环仪 正文：首先，在关系式： 或 的推导过程中，就存在两点系统误差。 然后，在实验操作中，中心不可能是点接触又是一个系统误差。 一、把观察到的干涉产生的暗环的半径当成是光线进入透镜反射点的半径。分析光路图知道，它们是不相等的。这一因素影响不大，在分析误差时常常忽略而忘记考虑。 入射h
这样测出的半径比光线反射处的半径要小，由 R=（r^2+h^2）/2h 知，这一因素使得测量结果偏小。 二．推导时,忽略了h^2,这样也使得测量结果偏小。 这一因素的影响也不大。 三、在实验操作中，由于中心不可能达到点接触，在重力和螺钉压力下，透镜会变形，中心会形成暗斑，造成测量结果偏差。 我们推导的公式中，用两个级次的差值进行处理，但是这样也只能避免确定暗环级次的问题，而不能真正彻底消除中心暗斑大小对结果的影响。 因为中心暗斑大小反映了透镜形变的大小，透镜受到螺钉的压力和重力，不仅是中心处发生形变，整个曲面都要形变。越靠外的地方形变越大，则Δh变小，因此关系式中分母上的（m-n）与没有形变时已经不同了，而是变小了，可以推知，测量结果偏大了。实验书上的公式暗含着这样的近似：认为只有中心处变平，而未考虑透镜曲面上其它地方的形变。事实上，当透镜发生形变后，就不再是球面了，也不严格满足关系式：Δr^2=2RΔh了。 也就是说，相同的半径R处对应的空气层厚度h减小，且越靠外减小得越甚，Δh变小，m-n变小，测量结果偏大。这个因素是影响最大的一个因素，中心暗斑越大，测量结果越不准确，越偏大。 对于这一因素，有一篇题为《牛顿环中暗斑大小对测量结果的影
牛顿环干涉实验的相关问题及研究 第一作者：王梓兆 学号：14051134 院系：航空科学与工程学院 第二作者：左冉东 学号：14051132 院系：航空科学与工程学院
牛顿环干涉实验的相关问题及研究 【摘要】 在判断透镜表面凸凹、精确检验光学元件表面质量、测量透镜表面曲率半径和液体折射率等方面，牛顿环干涉是一种非常常用的方法。通过观察牛顿环并进行计算，可以较为准确地得出结果，但同时，现实中是无法达到完美的理想效果的，所以实验中一定会出现一系列问题，本文对牛顿环干涉实验中出现的若干问题进行了研究。 【关键词】 牛顿环、光的干涉、一元线性回归 【实验原理】 牛顿环是一种光的干涉图样。是牛顿在1675年首先观察到的。将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相间的同心圆环。圆环分布是中间疏、边缘密，圆心在接触点O。从反射光看到的牛顿环中心是暗的，从透射光看到的牛顿环中心是明的。若用白光入射．将观察到彩色圆环。牛顿环是典型的等厚薄膜干涉。凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个厚度均匀变化的圆尖劈形空气簿膜，当平行光垂直射向平凸透镜时，从尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉。同一半径的圆环处空气膜厚度相同，上、下表面反射光程差
相同，因此使干涉图样呈圆环状。这种由同一厚度薄膜产生同一干涉条纹的干涉称作等厚干涉。 分析光路：将一大曲率半径的平凸玻璃透镜 A放在平板玻璃上即构成牛顿环仪。光源S 通过透镜L产生平行光束，再经倾角为450的 平板玻璃M反射后，垂直照射到平凸透镜上。 入射光分别在空气层的两表面反射后，穿过 M进入读数显微镜下，在显微镜中可以观察 到以接触点为中心的圆环形干涉条纹——牛顿环。 推导公式：根据光的干涉条件，在空气厚度为d的地方，有 2d+λ 2 =kλ（k=1,2,3...）明条纹 2d+λ 2=（2k+1）λ 2 （k=1,2,3...）暗条纹 式中左端的λ 2 为“半波损失”。令r为条纹半径，由右图可知： R2=r2+(R?d)2 化简后得r2=2Re?d2 当R>>d时，上式中的d2可以略去，因此 d=r2 将此式代入上述干涉条件，并化简，得r2=2k?1Rλ 2 k=1,2,3…明环 r2=kλR(k=1,2,3…)暗环 由上式可以看出，若测出了明纹或暗