牛頓環裝置實驗報告誤差分析

㈠ 牛頓環誤差分析

一、把觀察到的干涉產生的暗環的半徑當成是光線進入透鏡反射點的半徑。分析光路圖知道，它們是不相等的。這一因素影響不大，在分析誤差時常常忽略而忘記考慮。
二．推導時,忽略了h^2,這樣也使得測量結果偏小。 這一因素的影響也不大。
三、在實驗操作中，由於中心不可能達到點接觸，在重力和螺釘壓力下，透鏡會變形，中心會形成暗斑，造成測量結果偏差。
我們推導的公式中，用兩個級次的差值進行處理，但是這樣也只能避免確定暗環級次的問題，而不能真正返叢徹底消除中心暗斑大小對結果的影響。因為中心暗斑大小反映了透鏡形變的大小，受到螺釘的壓力和重力，不僅是中心處發生形變，整個曲祥廳面都要形變。越靠外的地方形變越大，則Δh變小，因此關系式中分母上的（m-n）與沒有形變時已經不同了，而是變小了，可以推知，測量結果偏大了。實驗書的公式暗含著這樣的近似：認為只有中心處變平，而未考慮透鏡曲面上其它地方的形變。事實上，當透鏡發生形變後，就不再是球面了，也不嚴格滿足關系式：Δ r^2=2RΔ h了。
也就是漏宴櫻說，相同的半徑R處對應的空氣層厚度h減小，且越靠外減小得越甚，Δ h變小，m-n變小，測量結果偏大。這個因素是影響最大的一個因素，中心暗斑越大，測量結果越不準確，越偏大。
對於這一因素，有一篇題為《牛頓環中暗斑大小對測量結果的影響》的小論文進行了探討。

㈡ 等厚干涉牛頓環的誤差分析.

系統誤差：平凸透鏡與平面玻璃接觸點有灰塵，引起附加光程差。再就是測量誤差。

等厚干涉是由平行光入射到厚度變化均勻、折射率均勻的薄膜上、下表面而形成的干涉條紋．薄膜厚度相同的地方形成同條干涉條紋，故稱等厚干涉．（牛頓環和楔形平板干涉都屬等厚干涉．）

當一個曲率半徑很大的平凸透鏡的凸面放在一片平玻璃上時，兩者之間就形成類似劈尖的劈形空氣薄層，當一束平行光ab入射到厚度不均勻的透明介質薄膜上，在薄膜的表面上會產生干涉現象。

用一個曲率半徑很大的凸透鏡的凸面和一平面玻璃接觸，在日光下或用白光照射時，可以看到接觸點為一暗點，其周圍為一些明暗相間的彩色圓環。

而用單色光照射時，則表現為一些明暗相間的單色圓圈。這些圓圈的距離不等，隨離中心點的距離的增加而逐漸變窄。它們是由球面上和平面上反射的光線相互干涉而形成的干涉條紋。

(2)牛頓環裝置實驗報告誤差分析擴展閱讀：

利用牛頓環測一個球面鏡的曲率半徑設單色平行光的波長為γ，第k級暗條紋對應的薄膜厚度為dk，考慮到下界面反射時有半波損失γ/2，當光線垂直入射時總光程差由薄膜干涉公式求得。

當我們用顯微鏡從反射面來觀察時，便可清楚地看到中心是一暗圓斑，而周圍是許多明暗相間、間隔逐漸減小的同心環。

當我們從透射面觀察時，干涉環紋與反射光的干涉環紋的光強恰好互補，中心是亮斑，原來的亮環變暗環，暗環變亮環。

牛頓還用水代替空氣，從而觀察到色環的半徑將減小。他不僅觀察了白光的干涉條紋，而且還觀察了單色光所呈現的明間相間的干涉條紋。

牛頓環裝置常用來檢驗光學元件表面的准確度．如果改變凸透鏡和平板玻璃間的壓力，能使其間空氣薄膜的厚度發生微小變化，條紋就會移動。用此原理可以精密地測定壓力或長度的微小變化。

㈢ 用牛頓環測透鏡的曲率半徑實驗的誤差怎麼分析

1、R20-10 、R25-15、R30-20 會有很大的差異。

原因：在數暗環時計數錯誤或計算中帶錯數據都可導致此結果。

在轉動讀數顯微鏡副尺檔則時，有正轉、反轉交叉轉動的現象。

目鏡中的縱絲沒有壓到暗環的中央，而是與暗環內切或外切。

2、 實驗中測出的R持續偏小

原因：讀數顯微鏡中看到的明暗相間的條紋不清晰。

把中心的暗斑數做第一環。

在平凸透鏡的凸面與玻璃片之間，有一空氣薄層其厚度由中心接觸點到邊緣逐漸增大。若以平行單色光S垂直照射，則經空氣層上下表面反射的兩束光線有一光程差，在平凸透鏡凸面相遇後，將發生干涉。

用讀數顯微鏡觀察，便可以清楚的看到中心為陵閉一小暗斑，周圍是明暗相間寬度逐漸減小的許多同心圓環。此即等厚干涉條紋。這種等厚環形干涉條紋稱為牛頓環。

(3)牛頓環裝置實驗報告誤差分析擴展閱讀

實驗注意事項

1、 聚焦時，G的位置距物鏡約為1厘米處，不要盲目操作，以免壓斷反光玻璃片。

2、 測量時不能振動，讀數顯微鏡不可搖晃，且勿數錯數。

3、 不可用手撫摸牛頓環儀光學表面，若不清潔，要用專門的揩鏡紙揩試。

4、 牛頓環儀上三支螺絲不要擰得過緊，以免發生形變，嚴重時會損壞牛頓環儀。

㈣ 牛頓環實驗報告

牛頓環實驗報告
一、【實驗目的】

(1)用牛頓環觀察和分析等厚干涉現象； (2)學習利用干涉現象測量透鏡的曲率半徑； (3)學會使用讀數顯微鏡測距。 【實驗原理】
在一塊平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透鏡，使其凸面與平面相接觸，在接觸點附近就形成一層空氣膜。當用一平行的准單色光垂直照射時，在空氣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，形成以接觸點為圓心的明暗相間的環狀干涉圖樣，
稱為牛頓環，其光路示意圖如圖。
如果已知入射光波長，並測得第k級暗環的半徑
rk，則可求得透鏡
的曲率半徑R。但實際測量時，由於透鏡和平面玻璃接觸時，接觸點有壓力產生形變或有微塵產生附加光程差，使得干涉條紋的圓心和環級確定困難。用直徑此為計算R用的公式，它與附加厚光程差、圓心位置、絕對級次無
DD關，克服了由這些因素帶來的系統誤差，並且m、n可以是弦長。

二、【實驗儀器】
JCD3型讀數顯微鏡，牛頓環，鈉光燈，凸透鏡(包括三爪式透鏡夾和固定滑座)。 【實驗內容】 1、調整測量裝置
按光學實驗常用儀器的讀數顯微鏡使用說明進行調整。調整時注意：

(1)調節45玻片，使顯微鏡視場中亮度最大，這時，基本上滿足入射光垂直於透鏡的要求(下部反光鏡不要讓反射光到上面去)。
(2)因反射光干涉條紋產生在空氣薄膜的上表面，顯微鏡應對上表面調焦才能找到清晰的干涉圖像。
(3)調焦時，顯微鏡筒應自下而上緩慢地上升，直到看清楚干涉條紋時為止，往下移動顯微鏡筒時，眼睛一定要離開目鏡側視，防止鏡筒壓壞牛頓環。
(4)牛頓環三個壓緊螺絲不能壓得很緊，兩個表面要用擦鏡紙擦拭乾凈。 2、觀察牛頓環的干涉圖樣
（1）調整牛頓環儀的三個調節螺絲，在自然光照射下能觀察到牛頓環的干涉圖樣，並將干涉條紋的中心移到牛頓環儀的中心附近。調節螺絲不能太緊，以免中心暗斑太大，甚至損壞牛頓環儀。
（2）把牛頓環儀置於顯微鏡的正下方，使單色光源與讀數顯微鏡上45?角的反射透明玻璃片等高，旋轉反射透明玻璃 ，直至從目鏡中能看到明亮均勻的光照。
（3）調節讀數顯微鏡的目鏡，使十字叉絲清晰；自下而上調節物鏡直至觀察到清晰的干涉圖樣。移動牛頓環儀，使中心暗斑（或亮斑）位於視域中心，調節目鏡系統，使叉絲橫絲與讀數顯微鏡的標尺平行，消除視差。平移讀數顯微鏡，觀察待測的各環左右是否都在讀數顯微鏡的讀數范圍之內。
3、測量牛頓環的直徑
（1）選取要測量的m和n(各5環)，如取m為55，50，45，40，35，n為30，25，20，15，10。
（2）轉動鼓輪。先使鏡筒向左移動，順序數到55環，再向右轉到50 環，使叉絲盡量對准干涉條紋的中心，記錄讀數。然後繼續轉動測微鼓輪，使叉絲依次與45，40，35，30，25，20，15，10，環對准，順次記下讀數；再繼續轉動測微鼓輪，使叉絲依次與圓心右10，15，20，25，30，35，40，45，50，55環對准，也順次記下各環的讀數。注意在一次測量過程中，測微鼓輪應沿一個方向旋轉，中途不得反轉，以免引起回程差。
4、算出各級牛頓環直徑的平方值後，用逐差法處理所得數據，求出 直徑平方差的平均值代入公式求出透鏡的曲率半徑，並算出誤差。 ． 注意：
(1)近中心的圓環的寬度變化很大，不易測准，故從K=lO左右開始比較好； (2)m-n應取大一些，如取m-n=25左右，每間隔5條讀一個數。
(3)應從O數到最大一圈，再多數5圈後退回5圈，開始讀第一個數據。 (4)因為暗紋容易對准，所以對准暗紋較合適。 ，
(5)圈紋中心對准叉絲或刻度尺的中心，並且當測距顯微鏡移動時，叉絲或刻度尺的 某根線與圈紋相切(都切圈紋的右邊或左邊)。 【數據記錄與處理】

㈤ 牛頓環實驗誤差分析是什麼

牛頓環實驗誤差分析如下：

我們推導的公式中，用兩個級次的差值進行處理，但是這樣也只能避免確定暗環級次的問題，而不卜宏轎能真正絕圓徹底消除中心暗斑大小對結果的影響。因為中心暗斑大小反映了透鏡形變的大小，受到螺釘的壓力和重力，不僅是中心處發生形變，整個曲面都要形變。

越靠外的地方形變越大，則Δh變小，因型肆此關系式中分母上的（m-n）與沒有形變時已經不同了，而是變小了，可以推知，測量結果偏大了。

實驗注意事項

1、 聚焦時，G的位置距物鏡約為1厘米處，不要盲目操作，以免壓斷反光玻璃片。

2、 測量時不能振動，讀數顯微鏡不可搖晃，且勿數錯數。

3、 不可用手撫摸牛頓環儀光學表面，若不清潔，要用專門的揩鏡紙擦拭。

4、 牛頓環儀上三支螺絲不要擰得過緊，以免發生形變，嚴重時會損壞牛頓環儀。