大学物理实验牛顿环实验报告(含数据)
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2 Dm − Dn2 R= 4(m − n)λ
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 Dm 、 Dn 可以是弦长。 2、劈尖干涉 两块平面玻璃片，一端互相叠合， 另一端夹一薄 纸片，因此两 玻璃片之间形成一劈尖形空气膜，称为 空气劈尖。 两玻璃片的交线为棱边。在平行于棱边的线上，劈尖的厚度是相等的。 当平行单色光 垂直入射时，在空气劈尖上下表 面所引 起的 反射光 线为 相干光，在劈尖厚度 为处 e 的 两 光线光程差
2 2 Dm − Dn
Dm
mm
2、劈尖干涉测纸片厚度
mm
Dn
mm
M 0 = 12.669 mm M 20 = 16.572 mm l= M 10 − M 20 = 0.1912 10 mm
M 10 = 14.660 mm M S = 41.30 mm
L = M S − M 0 = 28.631 mm H = 0.437 mm
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物理实验
实验名称 实验时间
光的干涉
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 rk ，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 Dm 、 Dn ，有
2009-12-11
H=N
四、实验仪器 钠光灯 GP20Na-B 移测显微镜 JXD-B 牛顿环仪,劈尖。 五、实验步骤
λ Lλ = 2 l 2
分度 值0.01mm
1、观测牛顿环干涉条纹 ：首先 通过 肉眼 观察， 调节 牛顿环上的 旋钮，将 牛顿调至居中，然后 放 置 在 移测显微镜载物台上合适位置。使显微镜位于 标尺中部附近（约 25mm 处）。 2、调节 显微镜 目 镜 看清叉丝，并 使其一条 线 与标尺平行， 调节 45 ° 玻璃片，使 目 镜 中出 现 明亮、均 匀的视场。调节调 焦鼓抡，使显微镜自下而上 缓缓上升，看到 干涉条纹，移 动牛顿环仪找到干涉环中心位 置，对准测量环次仔细调焦，以消视差为准。 3、测量： 移 动移测显微镜 从中心位置 向外数 45 圈，再回到 第40 圈开始记数（消除回 程差）， 记录 第 40-30 圈、第 20-10 圈、反向 第10-20 圈、反向 第30-40 圈干涉条纹的绝对位置。（注意 移测显微镜一直向同 一个方向移 动，不能回转。） 4、观测劈尖干涉条纹（两种方法）： 1）将 劈尖 搭好 后 放至 移测显微镜 下合 适 位置，测量条纹 初始 暗 纹 坐标，第 10 条暗 纹 坐 标，第 20 条 暗 纹坐标以及最后一条暗纹坐标。利用公式进行计算。 2）或 者 从两 玻璃片的交线处开始，至 待测 物体 边缘，数出暗 纹条数 ，条纹 数 × λ / 2 就是 待 测 物体 厚 度。
3、玻璃折射率测量
d 视 = 3 mm n= d实 d视
d 实 = 3.480 mm
≈ 1.16
4、数据处理 牛顿环 数据处理：
R=
2 2 Dm − Dn = 0.1494 4(m − n)λ m
http://210.41.245.158/jc/symb/1/200505282054.htm
wenku.baidu.com2009-12-11
测量结果为：
2 2
R = R ± 2uc ( R ) = 149.4 ± 1.2 mm H = H 测 ± 3uc ( H ) = 0.437 ± 0.003 mm
n = n ± 2u c (n) = 1.16 ± 0.02
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(
)
uc ( H ) = H × EH = 0.2 × 10−6 m
玻璃折射率数据处理：
uc (d视 ) = u（ = 0.01 mm B d 视） u （ = u（ = 0.01 mm c d 实） B d 实） u (d ) u (d ) uc (n) = c 实 + c 视 = 0.5% n d实 d视 uc (n) = 0.5% × 1.16 ≈ 0.01
西南石油学院实验报告 西南石油学院实验报告 实验课程 实验人
一、实验目的 1.观察牛顿环和劈尖产生的干涉现象条纹特征； 2.学习用光的干涉做微小长度的测量； 3.通过实验掌握移测显微镜的使用方法。 二、实验内容 1.利用牛顿环干涉测量平凸透镜的曲率半径； 2.利用劈尖干涉测量纸片的厚度。 三、实验原理 1、牛顿环
忽略 λ 的误差，则 R 的标准不 确定度 uc ( R )
u c ( R) =
劈尖的数据处理：
u c (δ ) = 0.6 4(m − n)λ mm
uc ( L ) = 2 A / 3 = 0.01 mm， uc ( l ) = 2 A / n 3 = 0.001 mm EH = ( uc ( L) 2 uc (l ) 2 ) +( ) = 0.35 L l
2 2 Dm − Dn
λ = 5893 A
o
n
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31
n
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
(
mm2）
69.97504 69.95875 69.615 68.88043 71.51184 70.3981 70.21056 70.53552 70.35415 70.77095 7.334
δ = 2e + λ / 2
暗纹条件为
δ = 2e + λ / 2 = (2k + 1)λ / 2
k = 0,±1,±2, K
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任何 两 个 相 邻 的暗 条纹 所对应 的空气膜厚度 之差 ek +1 − ek = λ / 2 。只要 用移测显微镜测 出任何 两 个 相邻的明 条纹或暗条纹之间的距 离 l 和两平面玻璃片的 交线到薄 纸片边缘的距 离 L ，利用相似三角形的 比 例关系可得薄纸片厚度
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设 δ = Dm − Dn ,由 δ 的标准偏差得 A 类分量为
2 2
u A (δ ) = S δ =
∑ (∆δ )
i
2
N ( N − 1)
= 0.2
mm
N = 10
u B (δ ) = 2( Dm + Dn ) A / 3 = 0.2 mm
于是
2 2 uc (δ ) = u A (δ ) + u B (δ ) = 0.28 mm
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六、数据记录与处理 1、牛顿环干涉测量曲率半径 环位置(mm) 环 数 左 （mm） 28.252 28.175 28.095 28.024 27.998 27.868 27.788 27.715 27.624 27.547 右 （mm ） 16.410 16.480 16.560 16.698 16.720 16.791 16.869 16.942 17.018 17.112 70.221 环径 （mm ） 11.842 11.695 11.535 11.326 11.278 11.077 10.919 10.773 10.606 10.435 环 数 左 （mm ） 26.510 26.395 26.290 26.175 26.050 25.940 25.828 25.712 25.572 25.412 11.149 右 （mm） 18.128 18.221 18.325 18.468 18.588 18.708 18.827 18.965 19.081 19.238 环位置 (mm) 环径 (mm) 8.382 8.174 7.965 7.707 7.462 7.232 7.001 6.747 6.491 6.174
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 Dm 、 Dn 可以是弦长。 2、劈尖干涉 两块平面玻璃片，一端互相叠合， 另一端夹一薄 纸片，因此两 玻璃片之间形成一劈尖形空气膜，称为 空气劈尖。 两玻璃片的交线为棱边。在平行于棱边的线上，劈尖的厚度是相等的。 当平行单色光 垂直入射时，在空气劈尖上下表 面所引 起的 反射光 线为 相干光，在劈尖厚度 为处 e 的 两 光线光程差
2 2 Dm − Dn
Dm
mm
2、劈尖干涉测纸片厚度
mm
Dn
mm
M 0 = 12.669 mm M 20 = 16.572 mm l= M 10 − M 20 = 0.1912 10 mm
M 10 = 14.660 mm M S = 41.30 mm
L = M S − M 0 = 28.631 mm H = 0.437 mm
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物理实验
实验名称 实验时间
光的干涉
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 rk ，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 Dm 、 Dn ，有
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H=N
四、实验仪器 钠光灯 GP20Na-B 移测显微镜 JXD-B 牛顿环仪,劈尖。 五、实验步骤
λ Lλ = 2 l 2
分度 值0.01mm
1、观测牛顿环干涉条纹 ：首先 通过 肉眼 观察， 调节 牛顿环上的 旋钮，将 牛顿调至居中，然后 放 置 在 移测显微镜载物台上合适位置。使显微镜位于 标尺中部附近（约 25mm 处）。 2、调节 显微镜 目 镜 看清叉丝，并 使其一条 线 与标尺平行， 调节 45 ° 玻璃片，使 目 镜 中出 现 明亮、均 匀的视场。调节调 焦鼓抡，使显微镜自下而上 缓缓上升，看到 干涉条纹，移 动牛顿环仪找到干涉环中心位 置，对准测量环次仔细调焦，以消视差为准。 3、测量： 移 动移测显微镜 从中心位置 向外数 45 圈，再回到 第40 圈开始记数（消除回 程差）， 记录 第 40-30 圈、第 20-10 圈、反向 第10-20 圈、反向 第30-40 圈干涉条纹的绝对位置。（注意 移测显微镜一直向同 一个方向移 动，不能回转。） 4、观测劈尖干涉条纹（两种方法）： 1）将 劈尖 搭好 后 放至 移测显微镜 下合 适 位置，测量条纹 初始 暗 纹 坐标，第 10 条暗 纹 坐 标，第 20 条 暗 纹坐标以及最后一条暗纹坐标。利用公式进行计算。 2）或 者 从两 玻璃片的交线处开始，至 待测 物体 边缘，数出暗 纹条数 ，条纹 数 × λ / 2 就是 待 测 物体 厚 度。
3、玻璃折射率测量
d 视 = 3 mm n= d实 d视
d 实 = 3.480 mm
≈ 1.16
4、数据处理 牛顿环 数据处理：
R=
2 2 Dm − Dn = 0.1494 4(m − n)λ m
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测量结果为：
2 2
R = R ± 2uc ( R ) = 149.4 ± 1.2 mm H = H 测 ± 3uc ( H ) = 0.437 ± 0.003 mm
n = n ± 2u c (n) = 1.16 ± 0.02
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(
)
uc ( H ) = H × EH = 0.2 × 10−6 m
玻璃折射率数据处理：
uc (d视 ) = u（ = 0.01 mm B d 视） u （ = u（ = 0.01 mm c d 实） B d 实） u (d ) u (d ) uc (n) = c 实 + c 视 = 0.5% n d实 d视 uc (n) = 0.5% × 1.16 ≈ 0.01
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一、实验目的 1.观察牛顿环和劈尖产生的干涉现象条纹特征； 2.学习用光的干涉做微小长度的测量； 3.通过实验掌握移测显微镜的使用方法。 二、实验内容 1.利用牛顿环干涉测量平凸透镜的曲率半径； 2.利用劈尖干涉测量纸片的厚度。 三、实验原理 1、牛顿环
忽略 λ 的误差，则 R 的标准不 确定度 uc ( R )
u c ( R) =
劈尖的数据处理：
u c (δ ) = 0.6 4(m − n)λ mm
uc ( L ) = 2 A / 3 = 0.01 mm， uc ( l ) = 2 A / n 3 = 0.001 mm EH = ( uc ( L) 2 uc (l ) 2 ) +( ) = 0.35 L l
2 2 Dm − Dn
λ = 5893 A
o
n
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31
n
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
(
mm2）
69.97504 69.95875 69.615 68.88043 71.51184 70.3981 70.21056 70.53552 70.35415 70.77095 7.334
δ = 2e + λ / 2
暗纹条件为
δ = 2e + λ / 2 = (2k + 1)λ / 2
k = 0,±1,±2, K
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任何 两 个 相 邻 的暗 条纹 所对应 的空气膜厚度 之差 ek +1 − ek = λ / 2 。只要 用移测显微镜测 出任何 两 个 相邻的明 条纹或暗条纹之间的距 离 l 和两平面玻璃片的 交线到薄 纸片边缘的距 离 L ，利用相似三角形的 比 例关系可得薄纸片厚度
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设 δ = Dm − Dn ,由 δ 的标准偏差得 A 类分量为
2 2
u A (δ ) = S δ =
∑ (∆δ )
i
2
N ( N − 1)
= 0.2
mm
N = 10
u B (δ ) = 2( Dm + Dn ) A / 3 = 0.2 mm
于是
2 2 uc (δ ) = u A (δ ) + u B (δ ) = 0.28 mm
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六、数据记录与处理 1、牛顿环干涉测量曲率半径 环位置(mm) 环 数 左 （mm） 28.252 28.175 28.095 28.024 27.998 27.868 27.788 27.715 27.624 27.547 右 （mm ） 16.410 16.480 16.560 16.698 16.720 16.791 16.869 16.942 17.018 17.112 70.221 环径 （mm ） 11.842 11.695 11.535 11.326 11.278 11.077 10.919 10.773 10.606 10.435 环 数 左 （mm ） 26.510 26.395 26.290 26.175 26.050 25.940 25.828 25.712 25.572 25.412 11.149 右 （mm） 18.128 18.221 18.325 18.468 18.588 18.708 18.827 18.965 19.081 19.238 环位置 (mm) 环径 (mm) 8.382 8.174 7.965 7.707 7.462 7.232 7.001 6.747 6.491 6.174