牛顿环测量球面曲率半径实验思考题-急求答案-物理系的进

Question

在牛顿环实验中，显微镜读数的零误差是否影响测量结果？
请给出答案和原因。
谢啦 。在线等！
请回答者看清我问的问题，别随便从别处粘来。要是从网上随便搜到，我还来这里问干什么。
黑暗深渊神 和 寒oヾ鈊╄草 的都不对题。

Answer 1

不会影响

1.等厚干涉

在一平板玻璃上放一曲率半径很大的平凸透镜，让凸面与平板玻璃接触，在平板玻璃与平凸透镜之间就会形成一层空气薄膜。当以平行单色光垂直入射时，入射光将在此薄膜上下两表面反射，产生具有一定光程差的两束相干光。在透镜表面就会形成以接触点为中心的明暗相间的一组同心圆环，该圆环图样称为牛顿环，通常也将这个装置称作“牛顿环”。（如图）

由空气薄膜干涉理论可知，反射光的干涉条件为：

明条纹；2e+λ/2=2Kλ/2 (K=1,2,3……)

暗条纹；2e+λ/2=(2K+1)λ/2 (K=1,2,3……)

根据截面的几何图形可知：

r2=R2-(R-e)2

=2Re-e2

其中：e为空气薄膜厚度；λ为入射光波长。

可以证明，牛顿环m级暗环的直径Dm与平凸透镜的曲率半径R及入射光波长λ之间有如下关系：

Dm＝（4mRλ）1/2

如已知λ，用实验方法测量暗环直径Dm，就可以根据上式算出球面的曲率半径R。

2.用牛顿环测曲率半径

由于平板玻璃和平凸透镜的接触点受力会产生形变，而且接触点处也可能存在尘埃或缺陷等，故牛顿环的中心可能不是暗点而使级数不易确定。加之牛顿环的干涉条纹并不锐细，在测量直径时基线对准条纹时的定位误差约为条纹间距的1/10，因此在实际操作中常常采用如下公式：

R= （Dm2- Dn2）/4(m-n)λ

式中Dm和Dn分别为第m级和第n级暗环的直径。

3.测量结果的不确定度

当环序m、n保持不变，测量多组Dm、Dn值时，R为等精度测量。

被测量R的最佳估计值 ：

被测量R的不确定度ΔR（用下列近似公式）

式中ΔDm、ΔDn为Dm、Dn的不确定度。ΔDm、ΔDn又各自分为两类：ΔA、ΔB，当测量次数取6－10次时，ΔA≈σ，σ为标准偏差。而ΔB≈Δ仪，故有：

σ由公式求出
4．光学测量中的对准与调焦技术

对准又称横向对准，是指一个目标与比较标志（叉丝）在垂直瞄准轴方向的重合或置中。调焦又称纵向对准，是指一个目标像与比较标志在瞄准轴方向的重合。对准和调焦通常也可描述为等高、共轴和消视差。

Answer 2

在一平板玻璃上放一曲率半径很大的平凸透镜，让凸面与平板玻璃接触，在平板玻璃与平凸透镜之间就会形成一层空气薄膜。当以平行单色光垂直入射时，入射光将在此薄膜上下两表面反射，产生具有一定光程差的两束相干光。在透镜表面就会形成以接触点为中心的明暗相间的一组同心圆环，该圆环图样称为牛顿环，通常也将这个装置称作“牛顿环
”(不会影响)
由空气薄膜干涉理论可知，反射光的干涉条件为：

明条纹；2e+λ/2=2Kλ/2 (K=1,2,3……)

暗条纹；2e+λ/2=(2K+1)λ/2 (K=1,2,3……)

根据截面的几何图形可知：

r2=R2-(R-e)2

=2Re-e2

其中：e为空气薄膜厚度；λ为入射光波长。

可以证明，牛顿环m级暗环的直径Dm与平凸透镜的曲率半径R及入射光波长λ之间有如下关系：

Dm＝（4mRλ）1/2

如已知λ，用实验方法测量暗环直径Dm，就可以根据上式算出球面的曲率半径R。

2.用牛顿环测曲率半径

由于平板玻璃和平凸透镜的接触点受力会产生形变，而且接触点处也可能存在尘埃或缺陷等，故牛顿环的中心可能不是暗点而使级数不易确定。加之牛顿环的干涉条纹并不锐细，在测量直径时基线对准条纹时的定位误差约为条纹间距的1/10，因此在实际操作中常常采用如下公式：

R= （Dm2- Dn2）/4(m-n)λ

式中Dm和Dn分别为第m级和第n级暗环的直径。

3.测量结果的不确定度

当环序m、n保持不变，测量多组Dm、Dn值时，R为等精度测量。

被测量R的最佳估计值 ：

被测量R的不确定度ΔR（用下列近似公式）

式中ΔDm、ΔDn为Dm、Dn的不确定度。ΔDm、ΔDn又各自分为两类：ΔA、ΔB，当测量次数取6－10次时，ΔA≈σ，σ为标准偏差。而ΔB≈Δ仪，故有：

σ由公式求出
4．光学测量中的对准与调焦技术

对准又称横向对准，是指一个目标与比较标志（叉丝）在垂直瞄准轴方向的重合或置中。调焦又称纵向对准，是指一个目标像与比较标志在瞄准轴方向的重合。对准和调焦通常也可描述为等高、共轴和消视差。 OK?

Answer 3

不影响。因为半径R只与测定各环的环数差有关，无须确定各环级数。显微镜是用来读环数的，在计算中可将零误差消去。本回答被提问者采纳