牛頓環(huán)測液體的折射率

1、-作者xxxx-日期xxxx牛頓環(huán)測液體的折射率【精品文檔】 青海師范大學(xué)畢業(yè)論文論文題目： 利用牛頓環(huán)測量水的折射率 系別： 物理系專業(yè)： 物理學(xué)班級： 09A班學(xué)生姓名： 馬援奎 學(xué)號：20091711102指導(dǎo)教師姓名：袁海良職稱：副教授最后完成時間：本科畢業(yè)論文（設(shè)計）題目審批表系別：班級：專業(yè)：學(xué)生姓名學(xué)號指導(dǎo)教師職稱所選題目名稱：題目來源：選題理由：指導(dǎo)教師意見：年月日系（部）領(lǐng)導(dǎo)小組意見：年月日備注： 本科畢業(yè)論文（設(shè)計）中期檢查表系別：班級：專業(yè)：論文（設(shè)計）題目：姓名學(xué)號指導(dǎo)教師職稱計劃完成時間：畢業(yè)論文人（設(shè)計）的進(jìn)度安排：1 畢業(yè)設(shè)計選題時間：2013年3月10日2 論文

2、初稿完成時間；2013年4月20日3 論文中期檢查時間：2013年4月30日4 畢業(yè)論文定稿時間：2013年5月5日5 畢業(yè)論文答辯時間：2013年5月8日10日完成情況：指導(dǎo)教師意見：年月日備注：本科畢業(yè)論文（設(shè)計）指導(dǎo)教師評語系別：班級：專業(yè)：畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：姓名學(xué)號指導(dǎo)教師職稱指導(dǎo)教師給分：指導(dǎo)教師評語：年月日畢業(yè)論文（設(shè)計）分工情況：（多人合作研究時填寫）備注：本科畢業(yè)論文（設(shè)計）答辯記錄表系別：班級：專業(yè)：畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：學(xué)生姓名學(xué)號指導(dǎo)教師職稱答辯委員會名單：答辯委員會評語：答辯委員會主任：年月日答辯委員會給分：指導(dǎo)教師給分：畢業(yè)論文（設(shè)計）最終得分：備注：利用牛頓環(huán)測

3、量水的折射率實驗馬援奎摘要：由牛頓發(fā)現(xiàn)利用用一個曲率半徑大的凸透鏡和一個平面玻璃相接觸，用單色光照射，則出現(xiàn)明暗相間的單色圓環(huán)。這種光學(xué)現(xiàn)象被稱為“牛頓環(huán)”。利用牛頓環(huán)的光學(xué)原理測量液體折射率，是一種十分可行的方法，本文中闡述了牛頓環(huán)的光學(xué)原理和測量蓖麻油折射率的實驗原理,并研究出了具體的測量方法,最后對蓖麻油的折射率進(jìn)行了測量,并得出了較為可靠地數(shù)據(jù)結(jié)果。English abstract:By Newton found use in a large radius of curvature of the convex lens and a flat glass contact, with mo

4、nochromatic light illuminate, appear with monochromatic light and shade is ring. This optical phenomenon is known as "Newton ring". Using the optical principle of Newton's rings measuring liquid refractive index, is a very feasible method, this article elaborated the Newton ring optica

5、l principle and the principle of measuring refractive index of castor oil experiment, and worked out the specific measurement method, finally, the refractive index were measured, castor oil and it is concluded that the more data results in a reliable way. 關(guān)鍵詞：牛頓環(huán)、折射率、逐差法Keywords: Newton's rings,

6、 refractive index, by differential method 目錄 摘要6關(guān)鍵詞6一、牛頓環(huán)7（一）牛頓環(huán)簡介7（二）牛頓環(huán)原理8二、牛頓環(huán)測量水的折射率9（一）測量原理9（二）實驗測量方法10（三）實驗步驟10（四）實驗數(shù)據(jù)及其計算101、牛頓環(huán)測量空氣的折射率102、牛頓環(huán)測量水的折射率123、水的折射率的計算13三、誤差分析13四、實驗結(jié)果及其結(jié)論14五、結(jié)束語14參考文獻(xiàn)15一、牛頓環(huán) （一）牛頓環(huán)簡介17世紀(jì)初，物理學(xué)家牛頓在考察肥皂泡及其他薄膜干涉現(xiàn)象時，把一個玻璃三棱鏡壓在一個曲率已知的透鏡上，偶然發(fā)現(xiàn) 干涉圓環(huán)，并對此進(jìn)行了實驗觀測和研究。他發(fā)現(xiàn)，用一個曲

7、率半徑大的凸透鏡和一個平面玻璃相接觸，用白光照射時，其接觸點出現(xiàn)明暗相間的同心彩色圓環(huán)，用單色光照射，則出現(xiàn)明暗相間的單色圓環(huán)。這是由于光的干涉造成的，這種光學(xué)現(xiàn)象被稱為“牛頓環(huán)”。（二）牛頓環(huán)原理一個曲率半徑相當(dāng)大的平凸透鏡與另一平面玻璃,如圖一所示裝置,在兩玻璃面之間,便形成了很薄的類似劈尖的空氣層。單色光源S 發(fā)出的光,經(jīng)過透鏡L 變成一束平行光,再經(jīng)傾斜45°的半透明平面鏡M 反射后,垂直地照射到平凸透鏡的表面上。入射光在空氣薄層的上下兩表面反射后, 其中一部分穿過平面鏡M , 進(jìn)入顯微鏡T。在顯微鏡中可以觀察到以O(shè) 點為中心的環(huán)形干涉條紋,稱為牛頓環(huán)。 圖一 圖二空氣薄層中

8、，任一厚度e處上下表面反射光的干涉條件：2e+/2=k k=1,2,3,-2e+/2=(2K+1)/2 K=0,1,2-圖二所示：因為： 所以： 明暗干涉條紋的半徑為： K=0，1，2- 明條紋 K=0，1，2- 暗條紋 二、牛頓環(huán)測量水的折射率（一）測量原理若在平凸透鏡與平面玻璃之間充滿水,其折射率為n ，則牛頓環(huán)的半徑變?yōu)?K = 1 ,2 ,3 ,-明條紋 K = 0 ,1 ,2 -暗條紋為了消除誤差,我們具體測量兩個暗環(huán)的直徑，于是， ( M> N) ( M > N) 由上公式可得水的折射率為： （二）實驗測量方法（1） 測出牛頓環(huán)空氣層形成的10 組牛頓環(huán)的直徑。（2）我

9、們選擇水作為樣品，因為水的折射率應(yīng)介于空氣與玻璃之間。（3）選一玻璃器皿,并將牛頓環(huán)放入其中,再注入水,使水面剛好不沒出牛頓平凸透鏡上表面，同時多次震動，將內(nèi)部空氣擠出來。（4）為減小實驗誤差，我們采用逐差法進(jìn)行測量。（三）實驗步驟1、首先使用牛頓環(huán)測量空氣的折射率。將只形成空氣膜的平凸透鏡與平面玻璃放到顯微鏡載物臺上，在鈉光燈照射條件下，找到牛頓環(huán)，測出顯微鏡左面第6、7、8、9、10、16、17、18、19、20暗條紋的左右條紋數(shù)據(jù)，右面數(shù)據(jù)同左面數(shù)據(jù)一樣進(jìn)行測量。2、并將牛頓環(huán)放入其中,再注入水,使水面沒出牛頓平凸透鏡上表面，震動牛頓環(huán)平凸透鏡與平面玻璃，使兩者之間的空氣被擠出去，擦干牛

10、頓環(huán)上下表面水，放到顯微鏡載物臺上。3、測量水所形成的的牛頓環(huán)的相關(guān)數(shù)據(jù)，方法同牛頓環(huán)測量空氣折射率的方法，讀出數(shù)據(jù)，記錄。（四）實驗數(shù)據(jù)及其計算1、牛頓環(huán)測量空氣的折射率（1）牛頓環(huán)測量空氣折射率的實驗數(shù)據(jù)記錄 表1：牛頓環(huán)測量空氣相關(guān)數(shù)據(jù)環(huán)左1（cm）左2（cm）右1（cm）右2（cm）2019181716109876（2）逐差法計算空氣折射率左1：左2：右1：右2：2、牛頓環(huán)測量水的折射率（1）牛頓環(huán)測量水的實驗數(shù)據(jù)記錄 表2：牛頓環(huán)測量水的相關(guān)數(shù)據(jù)環(huán)左1（cm）左2（cm）右1（cm）右2（cm）2019181716109876（2）逐差法測量水的折射率左1：左2：右1：右2：3、水的

11、折射率的計算對多組數(shù)據(jù)求折射率左1：左2：右1：右2：求平均值得：三、誤差分析（一）讀數(shù)誤差。在實驗中，我們采用電子設(shè)備讀取數(shù)據(jù)，主要的誤差來源于顯示儀顯示條紋不是十分明顯，從而在移動顯微鏡時叉絲不能十分分明的調(diào)到分界線；同時顯微鏡精確值在0.001mm，從而出現(xiàn)誤差。（二）實驗儀器誤差。在移動顯微鏡叉絲時，條紋和叉絲移動不平行而產(chǎn)生誤差。（三）環(huán)境誤差。沒有考慮溫度對水的折射率的影響這一重要因素。（四）人為誤差。實驗中水應(yīng)該是蒸餾水，而我們因為條件設(shè)限，只能使用自來水，明顯使實驗數(shù)據(jù)與真實數(shù)據(jù)不符，從而產(chǎn)生誤差。四、實驗結(jié)果及其結(jié)論本次實驗的結(jié)果是測得水的折射率為1.245，實驗結(jié)果明顯偏小

12、。但是在選擇實驗儀器和選擇測量方法是采用的比較合理，同時對于其他液體也進(jìn)行了測量實驗，發(fā)現(xiàn)蓖麻油在學(xué)校實驗室無法使用牛頓環(huán)測量折射率，主要原因是透明度達(dá)不到，平面透鏡帶上找不到牛頓環(huán)；雞蛋清是可以找到牛頓環(huán)，但是明暗相間的條紋不清晰，從而無法讀數(shù)。綜上所述，在測量水的折射率的實驗中水的折射率測量的還是很不錯的。牛頓環(huán)測量液體的折射率實驗中，在試驗方法上采用逐差法進(jìn)行測量是一種很有效的方法，同時利用空氣數(shù)據(jù)做比對，從而可以得到比較精準(zhǔn)的實驗數(shù)據(jù)?？偠灾?，利用牛頓環(huán)測量液體的折射率是一種和合理的試驗方法，在測量某種未知液體的折射率，使用牛頓環(huán)測量，數(shù)據(jù)可靠。五、結(jié)束語本篇論文在完成過程中，我們進(jìn)行了多種液體的折射率測量，實驗出現(xiàn)了多次的失敗，在多組測量數(shù)據(jù)中，我們總結(jié)了相對比較多的經(jīng)驗，同時使我們對科學(xué)實驗的嚴(yán)謹(jǐn)和一絲不茍有了更深層次的認(rèn)識，對于我們以后走向工作有了一個深刻的啟示。隨著畢業(yè)論文的完成，我的大學(xué)之旅也即將結(jié)束。面對即將走向社會，成為一個獨立自主的青年，在畢業(yè)之際，無限的感慨和留戀。新的生活的開始并不意味著學(xué)習(xí)的結(jié)束，在我踏向社會的那一開開始，充滿了新的挑戰(zhàn)，我將繼續(xù)學(xué)習(xí)，繼續(xù)努力，為自己的絢爛人生努力不懈。在此，我感謝袁海良老師的指導(dǎo)和幫助，在我的大學(xué)期間，袁老師在任課期間對我