The Measurement of Glass Elastic Modulus by Using of Newton＇s Ring Experiment

弹性模量是衡量物体抵抗形变能力的重要物理量,本文在对牛顿环这一大学物理经典实验研究的基础之上,对牛顿环仪进行了改装,从理论上分析光学平板玻璃与平凸透镜接触端暗斑大小与外力的关系。测定弹性模量,同时利用MTALAB进行数据处理。     

光学玻璃弹性模量的自动化测量方法

针对现有光学玻璃弹性模量测量周期长、测量过程复杂等问题,提出了一种利用计算机图像处理技术快速测量小样品光学平板玻璃弹性模量的方法。基于接触力学理论和牛顿环干涉原理推导出测量光学玻璃弹性模量的解析式,利用图像处理技术的优势,通过摄像头拍摄牛顿环干涉图像,设计MFC监控与单张图片拍摄界面程序,自动测量牛顿环干涉图像中心黑斑半径,最后根据光学玻璃弹性模量与牛顿环干涉图像中心黑斑半径及牛顿环中心应力之间的关联关系,实现小样品光学玻璃弹性模量的快速测量。实验结果表明:在应力31.17 N～55.11 N范围内,光学玻璃弹性模量的测量相对误差不超过±8.8%;在应力55.11 N～71.07 N范围内,测量相对误差不超过±16%。     

手机和Matlab相结合测量牛顿环的曲率半径

介绍了牛顿环曲率半径数据采集与处理的方法.该方法利用手机拍摄牛顿环干涉图像,使用Matlab对图像进行处理,利用视场直径计算出像素和实际物理距离的对应关系,进而完成对牛顿环曲率半径的测量.     

牛顿环实验数据处理方法分析

用不同的数据处理方法对牛顿环实验进行数据处理与分析，讨论各种方法的益处与缺陷，提出学生实验用逐差法处理牛顿环实验的数据是实用可行的，并说明用计算器进行线性回归处理牛顿环实验的数据是值得推荐的一种方法．     

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%。     

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.     

牛顿环测透镜曲率半径数据分析和结果探讨

文中用Origin软件对牛顿环实验的数据进行线性拟合与处理,具有简洁、快捷与直观等特点.并讨论了所得拟合曲线的截距与牛顿环实验装置的关系.     

圆锥面与抛物面组合的类牛顿环干涉图样研究

在普通(典型)牛顿环的基础上,讨论由直线旋转形成的圆锥面与二次曲线旋转形成的抛物面或平凸(平凹)透镜组合的类牛顿环的干涉图样.通过理论分析得出类牛顿环的光程差和光强公式,利用Mathematica仿真模拟出干涉图样,并讨论直线系数和二次函数系数大小对干涉图样的影响.研究类牛顿环干涉,有利于拓展对牛顿环干涉的理解,为类牛顿环实验提供新的方法.     

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。     

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.     

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。     

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.     

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。     

基于Mathematica的牛顿环干涉图样可视化交互研究

基于Mathematica软件仿真模拟了入射光波长、透镜曲率半径及透镜与平面玻璃板间距等参数不同情况下的牛顿环干涉图样。利用动态交互功能,探究了牛顿环干涉现象及其变化规律,并研究了动态干涉图样在未安装Mathematica情况下的运行方法。其研究结果更加便于干涉图样的展现与实际教学的可视化,加深对牛顿环干涉的理解。     

牛顿环中心眀暗斑对实验测量的影响

对牛顿环实验中牛顿环中心的暗斑和亮斑的形成原因及相应的实验测量原理进行了探讨,并对明暗斑的半径大小对实验测量结果的影响进行了分析,并对课堂实验的方法提出了改进。     

透射光牛顿环的实现和分析

提出了观察透射光牛顿环的方法，分析了透射光与反射光的牛顿环现象不同的原因。     

用数值计算的方法研究面光源的牛顿环干涉及干涉条纹的可视化

运用MATLAB软件模拟了平行光垂直照射时的牛顿环,平行光非垂直照射时的牛顿环以及面光源情况下的牛顿环。