用牛顿环测透镜的曲率半径。光的干涉是光的波动性的一种表现,若将同一点光源发出的光分成两束,各经不同路径后再相会在一起,当光程差小于光源的相干长度,一般就会产生干涉现象,干涉现象在科学研究和工业技术上有着广泛的应用,如测量光波的波长,精确地测量长度,厚度和角度。
实验过程中,我体验到了光的干涉现象的魔力。通过微调设备,我们可以创造并观察到不同形态的干涉图样,这不仅锻炼了我们的实验技能,也加深了对光的物理理解。实验心得:精细操作的艺术/: 牛顿环实验需要精确的设备调整,每一步都关乎结果的清晰度。这让我明白了实验操作的严谨性和细节的重要性。
牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸玻璃透镜,将其凸面放在一块光学玻璃平板(平晶)上构成的,如图2所示。平凸透镜的凸面与玻璃平板之间形成一层空气薄膜,其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。
牛顿环仪,移测显微镜、钠灯、劈尖等。[实验内容]1.用牛顿环测量平凸透镜表面的曲率半径 (1)按图11-2安放实验仪器 (2)调节牛顿环仪边框上三个螺旋,使在牛顿环仪中心出现一组同心干涉环。将牛顿环仪放在显微镜的平台上,调节45°玻璃板,以便获得最大的照度。
逐差是为了降低误差(主要实偶然误差),比如你第一次测量的误差很大,如果用这组数据就肯定不行,不可能每次测量都有很大的误差(如果实这样,这就是你的操作有问题了)而测量的偶然误差是分布在真实值左右,逐差就能降低误差,结果比较接近真实值。
在测量波长时,采用逐差法进行数据处理的主要原因是可以减小测量误差和提高精度。逐差法是一种常用的数据处理方法,其基本思想是对数据进行两两相邻的差分,然后利用这些差分数据进行处理和分析。在测量波长时,采用逐差法可以将不同数据之间的测量误差相互抵消,从而得到更加准确的波长值。
逐差法是针对自变量等量变化,因变量也做等量变化时,所测得有序数据等间隔相减后取其逐差平均值得到的结果。其优点是充分利用了测量数据,具有对数据取平均的效果,可及时发现差错或数据的分布规律,及时纠正或及时总结数据规律。他也是物理实验中处理数据常用的一种方法。
逐差法求平均值:按照线性关系即一次方关系增加或减少的量,等间隔地测量了若干个数据。假设有6个数字,xxxxxx6,将这些数据分成前、后两组,每组中对应的数据相减,再求平均数:(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)/3。其结果为5个间隔的平均增加量。
牛顿环实验能用逐差法处理数据的是环的直径。牛顿环实验 其中k=1,2,3,4,5,共测10个环的直径,d1d2……d10。x的a类不确定度为s/√n= 其中s为样本方差,x的b类不确定度为 (这里取d5d10,因为这样计算得到的不确定度最大,比较保守)。
以牛顿环实验为例,当测量10个环的直径(d1-d10)时,逐差法的运用更为严谨。计算x的不确定度时,a类不确定度基于样本方差s,而b类不确定度则更讲究配对数据,如在本例中,若选择d5和d10进行计算,因为这样可以得到最大且保守的不确定度估计。
牛顿环实验中用的就是空气上下表面的反射光形成干涉的。2。在理论中正态分布是最广泛的,而实际测量中往往理论上正态分布的标准差不知道的,所以用实验测量的标准差来代替理论标准差估算,但二者不等同,所以用实验测量的数据估测出的模型就不再符合正态分布,而是T分布。
原因是玻璃变形,没有影响,对环的位置(级次)有点影响,用r^2作线性拟合或逐差就可消除影响。
如已知λ,用实验方法测量暗环直径Dm,就可以根据上式算出球面的曲率半径R。用牛顿环测曲率半径 由于平板玻璃和平凸透镜的接触点受力会产生形变,而且接触点处也可能存在尘埃或缺陷等,故牛顿环的中心可能不是暗点而使级数不易确定。
出现等厚干涉条纹,即牛顿环。你说的应该是光线先通过玻璃板经由空气再通过透镜吧?我觉得应该什么都看不到。因为光线在通过玻璃板和空气到达透镜凸的一面时反射,相当于光线照射到凸镜上,都被反射到四周去了,没办法发生干涉,就不会产生牛顿环了。
1、牛顿环试验是一种强大的工具,用于测定未知光波的波长。实验原理基于光的干涉现象,当透镜曲率半径为R时,第k级的条纹直径D与波长之间的关系遵循D?=4*k*R*波长。通过测量条纹直径,我们能够计算出光波的具体波长。
2、牛顿环第k级暗纹的半径r^2=kRλ,其中,R是透镜曲率半径,λ为入射光波长。所以从式子中可以看出,k=1与k=4的第四级暗纹和第一级暗纹的半径之比为1:2。
3、牛顿环是典型的等厚干涉现象 牛顿环实验装置: 牛顿环实验装置通常是由光学玻璃制成的一个平面和一个曲率半径较大的球面组成, 在两个表面之间形成一劈尖状空气薄层。以凸面为例,当单色光垂直入射时,在透镜表面相遇时就会 发生干涉现象,空气膜厚度相同的地方形成相同的干涉条纹,这种干涉称作等厚干涉。
4、 =(2k+1) (3)其中k=0,1,2,3,...为干涉暗条纹的级数。
5、牛顿环的曲率半径是r=根号下(k-1/2)Rλ),牛顿环又称“牛顿圈”。在光学上,牛顿环是一个薄膜干涉现象。光的一种干涉图样,是一些明暗相间的同心圆环。
1、R20-10 、R25-1R30-20 会有很大的差异。原因:在数暗环时计数错误或计算中带错数据都可导致此结果。在转动读数显微镜副尺时,有正转、反转交叉转动的现象。目镜中的纵丝没有压到暗环的中央,而是与暗环内切或外切。
2、在测量牛顿环直径时,若叉丝交点不是准确地通过圆环的中心,因而测量的是弦长而非真正的直径,这对实验结果是否有影响?为什么?没有影响。曲率半径 R = [ d(k)^2 - d(k+m)^2 ] / (4*m*λ)d 是直径,如果换成用弦的长度代进去,不影响差值,画个图就清楚了。
3、换一个表面曲率半径更大的凹透镜,观察到的圆环半径将会增大。解释如下:可以从光程的角度来衡量,光程并不是什么深奥的物理量,就是光经历的路程乘以该介质的折射率就可以了。对于牛顿环,之所以会出现明暗条纹就是由于光程差是光波波长的整数倍或半波长的奇数倍。
逐差法求平均值:按照线性关系即一次方关系增加或减少的量,等间隔地测量了若干个数据。
最后,将总差值除以数据点的数量,即25(因为有10个数据点),得到平均差值s:s = S / 25 这种求平均的方法在物理实验中也有应用,比如在测量匀变速直线运动时,通过分析纸带数据。当你需要计算物体在给定时间间隔内的加速度时,可以利用公式△X=at^2。
逐差法求平均值:按照线性关系即一次方关系增加或减少的量,等间隔地测量了若干个数据。假设有6个数字,xxxxxx6,将这些数据分成前、后两组,每组中对应的数据相减,再求平均数:(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)/3。其结果为5个间隔的平均增加量。
逐差法是一种通过测量数据点之间按照一次方关系变化的量来估算平均值的方法。它假设数据点之间存在线性关系,并通过等间隔地选取数据点来计算差异。
所以可得,Δs=aT^2,s6-s5=s5-s4=s4-s3=s3-s2=s2-s1=Δs;所以可得:s6-s3=3Δs=3a1*T^2;s5-s2=3Δs=3a2*T^2;s4-s1=3Δs=3a3*T^2。所以可得:a1=(s6-s3)/(3T^2);a2=(s5-s2)/(3T^2);a3=(s4-s1)/(3T^2)最后求其平均值:a=(a1+a2+a3)/3。