牛顿环虚拟实验系统研究

为了弥补传统牛顿环干涉实验中视场范围狭小,回程误差消除困难,环境扰动等实际问题,加深学生对牛顿环等厚干涉实验的基本理解。本文基于LabVIEW设计并实现了虚拟牛顿环干涉实验。该虚拟实验可实时输入等厚干涉测量法所需的相关虚拟实验参数,并绘制相应的牛顿环干涉图样。同时,该牛顿环虚拟实验对所测量平凸镜半径实验结果进行相应的误差分析。     

牛顿环中心斑对曲率半径的影响

对牛顿环测定透镜的曲率半径实验原理以及牛顿环中心暗斑大小对曲率半径影响进行了探讨分析。通过调节不同型号牛顿环的中心暗斑,多次测量并处理实验数据,结果表明牛顿环中心暗斑愈大,平凸透镜的曲率半径就愈大,产生的与其相对应的实验误差就愈大。     

基于LabVIEW平台的牛顿环虚拟仿真实验

利用LabVIEW平台设计了牛顿环的虚拟仿真实验平台,动态直观演示了利用牛顿环实验测量透镜曲率半径的过程,并分析了各参量对干涉现象的影响.提高了可视化效果和测量精度,降低了操作难度.并利用该程序模拟了测量介质溶液的折射率,对课堂实验进行了拓展.     

牛顿环干涉实验问题探究

针对牛顿环干涉实验中数环数、牛顿环装置接触中心圆面大小以及汞光波长测量结果等几个问题,用同一个牛顿环装置进行了多次实验测量并处理实验数据,得到的结果表明,适当地增加数环环数和牛顿环装置接触中心圆面要有适当大小以保持平凸透镜稳定地立于平板玻璃之上,可有效提高凸面半径测量结果的准确度,并可有效减小随机偏差。此外,根据汞光光谱各谱线的相对强度,能够解释汞光波长的单一测量结果。     

基于多功能型分光仪上的创新实验——牛顿环

根据"牛顿环"产生的条件,对多功能型分光仪进行改装、定标,在此基础上搭载牛顿环实验装置.利用该装置测量了平凸透镜的曲率半径R,并对数据进行处理与对比,其实验结果与传统实验十分接近.利用多功能型分光仪搭建牛顿环实验改变了传统实验教学模式,利于学生创新能力的培养.     

牛顿环实验误差的探讨

对牛顿环实验中干涉宽度的变化对测量过程中各种物理量的影响进行分析,提出了牛顿环实验数据处理方法,找到了减小测量误差钧途径。     

利用牛顿环测液体的折射率

本文结合牛顿环实验,阐述了测量液体折射率的实验原理,并研究出了具体的测量方法,最后对水的折射率进行了测量,并得出了较为准确的测量结果。     

牛顿环中心圆斑大小对测量结果影响的研究

本实验研究了牛顿环仪三个螺钉压力大小对平凸透镜曲率半径测量结果的影响。实验数据结果表明:实验中把牛顿环的螺丝调整到合适的程度即合适的牛顿环中心圆斑大小会对测量结果有直接的影响。     

新型基于彩色荧光灯的牛顿环实验

探讨使用彩色荧光灯替代低压钠灯做牛顿环实验的可行性,采用红、蓝、绿、白色四种荧光灯为光源,进行了牛顿环实验研究。实验结果表明:红色荧光灯可以替代低压钠灯光源进行牛顿环实验,并且测量的干涉条纹级数越高实验计算结果越精确。     

透射式镀膜牛顿环实验的研究

牛顿环具有反射式和透射式干涉环,透射式干涉环对比度不高,实验效果差,文章对牛顿环装置进行了镀膜处理,研究了薄膜对透射式牛顿环的影响,结果表明,反射率为20%及40%的单侧薄膜均能很好地提高透射式牛顿环的对比度,且对比度随着单侧薄膜反射率的增加而提高,反射率为20%的双侧膜所获得的牛顿环对比度要优于反射率为40%的单侧膜。研究改善了透射式牛顿环实验的观察效果,提高了测量精度,为牛顿环实验装置提供了更好的观察环境。     

基于光干涉法的光学玻璃应力测量方法研究

以平板理论为基础,利用牛顿环应力变形导致干涉图样的微小变化,提出一种基于光干涉法测量玻璃体应力的无损测量方法。理论推导出牛顿环曲率半径与应力之间的变换关系,利用自行设计的可安装在牛顿环仪上的施压装置,实验研究了施加应力与干涉图样的变换关系,通过理论分析与实验比较,证明了用牛顿环干涉法测量应力的可行性。利用该装置及方法对光学玻璃试样的应力进行测量,测量结果与实际施加的应力进行比较,误差最小为0.8%。     

牛顿环实验数据处理方法的回顾与讨论

本文系统地回顾了牛顿实验数据处理的各种方法，并给出了牛顿环实验测量结果的不确定度的评定方案。     

牛顿环干涉实验中几个问题的讨论

牛顿环干涉实验是大学物理实验中一个重要的传统实验项目,本文拟解决3个问题:第一,纠正教材中牛顿圈光路图的不正确画法;第二,推导出牛顿环干涉相邻明、暗条纹由内到外依次变窄的理论公式,并给予解释;第三,测量牛顿环干涉条纹弦长,对于测量球面曲率半径并没有任何影响。这些问题的讨论,既有利于让学生明白其中的道理,又培养了学生的创新能力和创造思维。     

对牛顿环实验中不等精度测量数据的处理

据笔者了解，目前各高等院校对牛顿环实验的数据，基本上都是在假设干涉条纹为均匀分布条件下，应用逐差法来处理，并在此基础上分析误差”‘、”’．本文对牛顿环实验中不等精度测量的数据用最小二乘法给出了较为合理的处理．一、牛顿环实验是不等精度测量大家知道，在牛顿环实验中，反射光第k级干涉暗纹半径满足关系其中，R为待测透镜的曲率半径，A为人射单色光波长．公式表明了与成正比，有即干涉条纹随级数的增大愈来愈密，愈来愈细．因此，该测量是非线性不等精度测量．二、用还差法处理数据存在的问题在用逐差法处理数据时有公式表明…     

牛顿环测量数据的不确定误差参数统计分析

牛顿环实验数据分析是大学物理实验中的重要问题,两种主要数据处理方法获得的牛顿环实验曲率半径通常存在着一定差异,且其测量误差不一定服从正态分布.为了准确估计曲率半径,需要更细致地对数据测量误差进行统计建模分析.频率学派不确定误差参数统计模型使用Gamma分布分析系统误差,具有对异常值不敏感的特性.基于牛顿环实际测量数据集,应用不确定误差参数统计模型可以得到更准确的牛顿环实验曲率半径估计值.     

牛顿环实验的MATLAB仿真及分析研究

首先分析了牛顿环干涉原理,并根据干涉原理然后对牛顿环进行了MATLAB软件仿真。仿真结果表明,基于MATLAB的牛顿环实验仿真教学具有一定的可行性,可以展示不同参数对牛顿环干涉图形的影响效果,更加直观形象化。最后再结合具体实验数据,求得凸透镜曲率半径,并分析讨论了曲率半径的不确定度。     

牛顿环实验的一种新的数据处理方法

本文给出了用牛顿环实验测平凸诱镜的曲率半径的一种数据处理方法,并对实验测量的曲率半径作了不确定度评定。     

牛顿环干涉实验的改进

研究光的干涉现象可以进一步加深对光的波动性的认识,产生光的干涉的仪器很多,牛顿环仪是一种常见的观察光的干涉的光学器件、用牛顿环仪可以观察到光的等厚干涉,对其干涉条纹有关量进行测量,便可以很精确地测得产生牛顿环干涉条纹的光学元器件的一些特性参数、用牛顿环仪可以测单色光的波长、组成牛顿环仪的平凸透镜的曲率半径,检验物体表面的光洁度和平面度.用牛顿环干涉实验测平凸透镜的曲率半径是大学物理实验中的基本实验.笔者根据多年的教学实践,认为该实验中存在一些问题,而且在数据处理方法上没有一个规范和统一的方法,本文就此进行探讨与研究.     

逐差法和Excel在牛顿环实验数据处理中的比较

逐差法是牛顿环实验中测量透镜曲率半径的常用数据处理方法。运用Excel软件对牛顿环实验数据计算、绘图和线性拟合,可以提高数据处理的效率,降低实验误差。     

增加平面玻璃板的反射率测量不同浓度NaCl液体折射率

利用牛顿环干涉法分别测量了空气,水和不同溶度NaCl溶液的折射率。实验发现牛顿环中先后有空气薄膜和水薄膜时,干涉条纹变得模糊,尤其较大级次的条纹很难分辨,经研究发现增大牛顿环下表面玻璃板的反射率可提高条纹的清晰度,实验中在清晰度良好条件下用牛顿环干涉法测量了不同浓度NaCl溶液折射率,其实验结果与理论值符合的较好,其结果很大程度上扩充和丰富了大学物理和大学物理实验中的内容。