大学物理实验教程第二版思考题答案(李学金著)----等厚干涉评分标准(精品).doc
《等厚干涉》参考答案和评分标准
预习报告（20分）
%1.实验目的
a.复习与巩固等厚干涉原理，观察等厚干涉现象；
b.利用牛顿环测量透镜球面的曲率半径；
c.学会如何消除误差、正确处理数据的方法。
%1.实验仪器
读数显微镜、牛顿环装置、钠光灯
%1.实验原理
1.等厚干涉原理
2.利用牛顿环测一个球面镜的曲率半径
%1.实验内容和步骤
1.调整仪器
2.定性观察牛顿环
3.测量牛顿环各级直径，求出待测曲率半径及算出误差
评分要点：
1、要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。（5分）
2、实验原理的书写要求用以自己的语言，言简意赅的语言表述清楚。（5分）
3、要绘制好填充测量数据所需要的表格。（5分）
4、报告的书写要整洁规范。（5分）
数据采集与实验操作（40分）
评分要点：
1、不能用手直接摸牛顿环的表面。（2分）
2、是否调出清楚的牛顿环。（10分）
3、对实验的原理是否掌握。（10分）
4、实验操作的熟练程度。（13分）
5、是否读出合理的数据。（5分）
（注：实验后没有整理仪器及登记仪器使用情况另扣10分）
数据记录和数据处理（30分）
环的直径
Dm
(mm)7. 074 6. 840 6. 741 6. 584 6. 368 6. 274 6. 099 5.938 5. 767 5. 487
D m2(mm2)50.04146.
78645. 441
43.
349
40. 55139.363
37.
198
35. 26033. 25830. 107
环的级数n141312111098765
环的位置右侧
(mm)
19. 716
19.
819
19.91920.03120. 135
20.
238
20.
360
20. 48120. 63020. 711左侧
(mm)
25. 10825.01524. 906
24.
805
24. 64824.53524.41124. 28924. 13223. 905
环的直径
Dn
(mm) 5. 392 5. 196 4. 987 4. 774 4. 513 4. 197 3. 930 3. 808 3. 502 3. 140
D n2(mm2)29. 07426.
99824. 870
22.
791
20. 36717.615
15.
445
14. 50112. 2649. 809
D m2-D n2(mm2)20. 96719.78820. 57120.
55820. 18421.74821.
753
20. 75920. 99420. 298
R=H
(m)0. 8890. 8400. 8730.8730. 8570. 9230. 9230. 8810. 8910. 861 AR(m)0. 0080. 0410. 0080.0080. 0240. 0410. 0410. 0000. 1000. 200 R = 0.08m, AT? = 0.05m
R=0. 88±0. 05(m) E=6 %
评分要点：
1、是否列表记录数据，数据记录是否规范、清晰(10分)
2、数据处理过程是否完整(10分)
3、是否得出正确答案(R在合理的范围5分，误差处理5分)
六?思考题(10分)
(1)、测量时，若实际典量的是弦总，而不是牛顿环的直径，则对测量结果会有何影响？为什么？
答：如图，
直线AB为实际测量的方向，与实际的圆心0距离为0A 则AC'-AB2=(OC2-OA2)- (0B2-0A2) = 0C2-0B Z 所以(2AC) 2- (2AB) 2= (200 2- (20B) 2
即弦长的平方差等于直径的平方差。
所以对测量结果没有影响。
(2)、为什么相邻两暗环(或亮环)之间的距离，靠近中心的要比边缘的大？
答一：
r K = JkR 九
Ar = r k+l -r k = J 伙+ 1)7U -厢I =
~4k} =
孫
所以靠近中心(k 越小，△尸越大)的环间距要比边缘的大。 答二：
△『为条纹间距，e 为上球面与下平面的夹角 因相邻两暗环间光程差之差为2,所以
A 2 2
Ar ? --------- ? ——,
2 tan 0 20
离中心越远，e 越大，所以条纹间距越小。 (3)
、若已知光学波长2与球面曲率半径R,请设计出具体的实验方案，测量某种透明液体 光学介质的折
射率。
答：设其折射率为n,在液体中光波长为心
在牛顿环两玻璃面之间充满该液体，则暗纹条件为了/ = kR\ ,
2 2
利用公式俎=% f 和用本实验的芳法求出则n = 2 /人.
(4) 、试分析牛顿环实验误差的主要来源。
答：因为环有一定的宽度，对其准确定位有一定的困难，以此带来的误差是主要的误差来源。 (5)
、怎样利用牛顿环的原理来检查平面玻璃表面质量？
答：牛顿环的原理是等厚干涉，可将牛顿环装置上的平凸透镜放在待检查的玻璃上，看干涉 条纹是否为匀称的同心圆，若条纹出现外凸或内凹，则说明玻璃不平整；或将一块标准的平 板玻璃与待检查的玻璃成一小斜角放置，形成空气劈，看干涉条纹是否均匀的直线，若直线 出现弯曲部分，也说明玻璃不平整。 (6)
、实验中所看到的牛顿环干涉条纹，是同一光束由空气薄膜上、下两表面反射后在上表 面相遇所产
生的干涉现象，那么从牛顿环装置透出的光束是否同样能形成干涉条纹呢？如 能，则与反射方向所观察到的干涉条纹有何不同？
答：能形成干涉条纹，但较模糊，且其明暗位置与反射方向所观察到的干涉条纹的明暗位置 相反。