(完整版)光的等厚干涉實驗報告

---數(shù)據(jù)記錄與處理：牛頓環(huán)第一次測量直徑nl1514131211109876Rl/mm29.34229.24329.15129.05628.95928.85128.75528.63128.51328.380nr1514131211109876Rr/mm23.52223.60723.69923.79623.90524.05124.10124.22424.37224.489第二次測量直徑nl1514131211109876Rl/mm27.22427.12527.02526.93426.83326.73226.62626.52026.39226.262nr1514131211109876Rr/mm21.39521.47921.57921.68221.78121.88121.99222.10822.22622.262劈尖干涉短距離（1）n123456l0/mm8.1167.7349.4626.6293.8511.212l1/mm6.8796.4218.1595.3132.532-0.113劈尖干涉全距離（L）n123456L0/mm0.1550.0110.4910.2820.1250.229L1/mm40.4640.62240.65340.6140.60840.702結(jié)果與分析：（除了序號外，沒有標(biāo)注的數(shù)據(jù)單位均為mm）由牛頓環(huán)半徑，用逐差法計算平凸透鏡的曲率半徑：由第一組數(shù)據(jù)獲得的環(huán)直徑：n1514131211109876D/mm5.8205.6365.4525.2605.0544.8004.6544.4074.1413.891由第二組數(shù)據(jù)獲得的環(huán)直徑：n1514131211109876D/mm5.8295.6465.4465.2525.0524.8514.6344.4124.1664.000由以上兩組數(shù)據(jù)獲得直徑平均值為：n1514131211109876D/mm5.82455.64105.44905.25605.05304.82554.64404.40954.15353.9455已知納光燈的波長缶0.0000005893m由公式R二4：m_D]可以得到五個逐差得到的曲率半徑值:4（m一n）入m/n15/1014/913/812/711/6Dm2-Dn21.0639350E-051.0254145E-051.0247911E-051.0373974E-059.9658388E-06m-n55555R/m0.902710.870030.869500.880190.84557R的數(shù)據(jù)處理過程如下：R的平均值0.87360均差平方0.0008474711.27586E-051.68172E-054.34956E-050.000785887均差平方和0.001706429平均實驗標(biāo)準(zhǔn)差0.009236961A類不確定度0.025678752mB類不確定度0.000005mUr0.025678752m修約后的Ur0.02m得到凸透鏡曲率半徑的最終結(jié)果R=0.87±0.02m

用劈尖測量薄片厚度10條暗紋的長度數(shù)據(jù)及其處理n12345610/mm8.1167.7349.4626.6293.8511.21211/mm6.8796.4218.1595.3132.532-0.113l/mm1.2371.3131.3031.3161.3191.325l的平均值1.302166667均差平方0.0042466940.0001173616.94444E-070.0001913610.0002833610.000521361均差平方和0.005360833平均實驗標(biāo)準(zhǔn)差0.013367664A類不確定度0.034354897mB類不確定度0.000005mUl0.034354897m修約后的Ul0.03m得到10條暗紋的間距長度為：l=(1.30±0.03)*10-03m劈尖干涉條紋的整體長度數(shù)據(jù)及其處理n123456L0/mm0.1550.0110.4910.2820.1250.229L1/mm40.4640.62240.65340.6140.60840.702L/m40.30540.61140.16240.32840.48340.473L的平均值40.39366667均差平方0.0078617780.0472337780.0536694440.0043121110.0079804440.006293778均差平方和0.127351333平均實驗標(biāo)準(zhǔn)差0.065154006A類不確定度0.167445794mB類不確定度0.000005mUL0.167445794m修約后的UL0.2m得到劈尖干涉條紋的整體長度為：L=(40.4±0.2)*10-03m由以上數(shù)據(jù)，得到薄片厚度d的平均值為d(avg)=9.14484E-05影響系數(shù)Cl=0.07，CL=0.002，得到d的不確定度為Ud=p(Cl*Ul)2+(CL*UL)2=2.00*10-06m可以得到，薄片厚度d為：d=(9.1±0.2)*10-05m討論、建議與質(zhì)疑：如果牛頓環(huán)中心是亮斑而不是暗斑，說明凸透鏡和平板玻璃的接觸不緊密，或者說沒有接觸，這樣形成的牛頓環(huán)圖樣不是由凸透鏡的下表面所真實形成的牛頓環(huán)，將導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)誤差，結(jié)果不準(zhǔn)確。牛頓環(huán)器件由外側(cè)的三個緊固螺絲來保證凸透鏡和平板玻璃的緊密接觸，經(jīng)測試可以發(fā)現(xiàn)，如果接觸點不是凸透鏡球面的幾何中心，形成的牛頓環(huán)圖樣將不是對稱的同心圓，這樣將會影響測量而導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。因此在調(diào)節(jié)牛頓環(huán)器件時，應(yīng)同時旋動三個緊固螺絲，保證凸透鏡和平板玻璃壓緊時，接觸點是其幾何中心。另外，對焦時牛頓環(huán)器件一旦位置確定后，就不要再移動，實驗中發(fā)現(xiàn)，輕微移動牛頓環(huán)器件，都將導(dǎo)致干涉圖樣劇烈晃動和變形。如果讀數(shù)顯微鏡的視場不亮，可以有三個調(diào)節(jié)步驟：一，整體移動顯微鏡，使反光鏡組對準(zhǔn)納光燈；二，通過旋鈕調(diào)節(jié)物鏡下方的反光玻璃，使其成45度，正好將光線反射到牛頓環(huán)器件上；三，調(diào)節(jié)載物臺下