牛顿环劈尖.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,牛顿环劈尖,1.,牛顿环,2.,实验原理,R,R,O,O,D,d,r,k,1,2,分析光程差,目标：求曲率半径,R,为什么不用：,1.,灰尘会引起附加的光程差，导致暗环的中心级次不能确定。,2.,压力使玻璃透镜和平板的接触点变为圆斑，导致暗环的中心不能确定；,d,O,R,R,O,D,r,k,a,?,解决办法：,解决办法：,用弦长取代牛顿环直径,能用弦长取代牛顿环直径吗？,r,k,l,k,r,m,l,m,结论：可以！,3.,实验内容,1.,观察牛顿环,2.,测量平凸透镜曲率半径,m,级,k,级,也不能太小，需要保证暗环中心稳定处于牛顿环仪,消除方法：测量时只往同一方向转动螺尺。,牛顿环中央图样是怎样的？若在透镜四周均匀轻微加压，将看到什么现象？,测量薄纸片厚度,保证水平方向的叉丝与显微镜的标尺平行。,使镜筒慢慢自下而上移动，这就避免了两者相撞的危,读数显微镜调焦时，先使物镜接近被测物，然后,选择暗条纹测量，转动鼓轮旋钮，从中心数到40环,在转回36圈,使叉丝由第36圈向第35圈移动直至叉丝交点与第35圈相切，读取第35圈位置，继续朝同一方向移动叉丝边移动边读数至左边第11圈，仍按原方向移动叉丝（为防止产生空程差），越过中央暗环，按同样方法读取右第11圈至右第35圈；,由于相邻条纹之间的距离很小，为了减小测量误差，通常测量N条干涉暗条纹之间的距离。,当一束平行单色光垂直入射时，由空气层上下表面反射的光将在空气层上表面处发生干涉，形成一组平行于交棱的明暗相间、等间距的直条纹。,使镜筒慢慢自下而上移动，这就避免了两者相撞的危,光源对准物镜筒下方的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。,测量薄纸片厚度,牛顿环中央图样是怎样的？若在透镜四周均匀轻微加压，将看到什么现象？,使镜筒慢慢自下而上移动，这就避免了两者相撞的危,取N=10，横向改变显微镜筒位置，使叉丝与某级暗纹重合读取X0,继续朝同一方向移动叉丝,每隔10条暗纹依次读取X1，X2，X5。,取N=10，横向改变显微镜筒位置，使叉丝与某级暗纹重合读取X0,继续朝同一方向移动叉丝,每隔10条暗纹依次读取X1，X2，X5。,仪器布置,接通钠光源，预热,5,分钟后，使读数显微镜物镜对准牛顿环的中央部分,光源对准物镜筒下方的,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光，满足,入射光垂直于透镜,的要求。,调节目镜焦距,:,清晰地看到十字叉丝，然后,自下而上,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。,测平凸透镜的曲率半径,取,m-n=20,。选择暗条纹测量，转动鼓轮旋钮，从中心数到,40,环,在转回,36,圈,使叉丝由第,36,圈向第,35,圈移动直至叉丝交点与第,35,圈相切，读取第,35,圈位置，继续朝同一方向移动叉丝边移动边读数至左边第,11,圈,，,仍按原方向移动叉丝（为防止产生空程差），越过中央暗环，按同样方法读取右第,11,圈至右第,35,圈；列表并求出暗环的直径。（同方向一气呵成读数）,用逐差法处理数据。,实验内容,注意事项,观察反射光牛顿环时需要遮住显微镜载物台下的反,光镜。,读数显微镜调焦时，先使物镜接近被测物，然后,使镜筒慢慢,自下而上,移动，这就避免了两者相撞的危,险。,保证水平方向的叉丝与显微镜的标尺,平行,。,透镜与平板玻璃间的压力不能太大使牛顿环,变形,，,也不能太小，需要保证,暗环中心,稳定处于牛顿环仪,的,中心,。,消除方法,：测量时只往同一方向转动螺尺。,注意,:,1,、测量时要防止引入空程差。,螺杆,螺尺,2,、,k,和,m,不能相差太小。,数据处理,记录原始数据,用逐差法处理数据,求出曲率半径,.,不确定度的评定,结果表达式,误差分析,（,P=68.3%,）,不确定度评定,先分别计算,u(,D30,),和,u(,D15,),其中,B,类不确定度均可取 。,由传递关系计算,R,的不确定度。,用同样的方法计算,d,的不确定度。,不确定度有效数字取,1,位或2位。,想一想：牛顿环还有什么应用？,检验透镜球表面质量,标准验规,待测透镜,暗纹,将玻璃验规盖于待测镜头上，两者间形成空气薄层，因而在验规的凹表面上出现牛顿环，当某处光圈偏离圆形时，则该处有不规则起伏。,课后思考,此实验中采取了那些措施，避免或减少误差？,从牛顿环装置透射的光形成的干涉圆环与反射光形成的干涉圆环有何不同？,如果被测透镜是平凹透镜，能否应用本实验方法测定其凹面曲率半径？,牛顿环中央图样是怎样的？若在透镜四周均匀轻微加压，将看到什么现象？,有兴趣的同学可以参考相关资料思考一下以上问题！,选作：劈尖干涉,将两块光学平板玻璃重叠在一起，在一端插入一薄纸片（或细丝），则在两玻璃板间形成一空气劈尖。,当一束平行单色光垂直入射时，由空气层上下表面反射的光将在空气层上表面处发生干涉，形成一组平行于交棱的,明暗相间、等间距的直条纹。,L,d,薄纸片,或头发丝,平板玻璃,平板玻璃,有兴趣的同学可以参考相关资料思考一下以上问题！,先分别计算u(D30)和u(D15),其中B类不确定度均可取 。,消除方法：测量时只往同一方向转动螺尺。,测量薄纸片厚度,观察反射光牛顿环时需要遮住显微镜载物台下的反,用同样的方法计算d的不确定度。,牛顿环中央图样是怎样的？若在透镜四周均匀轻微加压，将看到什么现象？,使镜筒慢慢自下而上移动，这就避免了两者相撞的危,观察反射光牛顿环时需要遮住显微镜载物台下的反,消除方法：测量时只往同一方向转动螺尺。,2、k和m不能相差太小。,将两块光学平板玻璃重叠在一起，在一端插入一薄纸片（或细丝），则在两玻璃板间形成一空气劈尖。,劈尖干涉,操作要点,仪器布置,观测干涉条纹,测量直径,测量薄纸片厚度,测量薄纸片厚度,由于相邻条纹之间的距离很小，为了减小测量误差，通常测量,N,条干涉暗条纹之间的距离。取,N,=10,，横向改变显微镜筒位置，使叉丝与某级暗纹重合读取,X0,继续朝同一方向移动叉丝,每隔,10,条暗纹依次读取,X1,，,X2,，,，,X5,。,测量交棱到纸边的距离,L,，重复测,5,次。,谢谢观看,谢谢观看,