用PC-1500机处理牛顿环实验数据

<正> 用牛顿环测定透镜曲率半径是光学实验的一个传统题目。通过实验测出一组干涉环半径r_m,由于γ_m~2=(m+j)Rλ (1)式中 m 为环序数,(m+j)为干涉级数。由公式     

牛顿环实验的研究和思考

牛顿环测量透镜的曲率半径是大学物理实验中一个基础光学实验,该实验用牛顿环产生的等厚干涉条纹来测量透镜的曲率半径,这种测量方法适用于测量很大的曲率半径。本文阐述了牛顿环干涉原理,解释了牛顿环实验图样并就牛顿环实验中的几个需要注意的问题,做一些简要的论述。     

牛顿环透镜倒置和正置测干涉条纹半径的比较

在牛顿环干涉现象测透镜曲率半径实验中,分别对牛顿环透镜倒置和正置时,产生干涉的几何光路分析得到：在理论上,牛顿环透镜倒置时,比透镜正置时所测k级干涉条纹半径更准确。并且利用MATLAB软件辅助计算得到：牛顿环透镜倒置和正置时,所测k级干涉条纹半径相差微小。所以,实际实验中,牛顿环透镜既可正置也可倒置。     

牛顿环干涉实验中若干问题的讨论

在简要介绍牛顿环干涉实验原理的基础上,详细分析了中央暗斑大小、暗环直径的测量方式以及初始干涉级数对测量结果的影响。研究结果表明以上三个因素都会对实验结果产生一定的影响。在实验中,首先,应将牛顿环仪的三个螺钉调整到适当的程度,使中央暗斑直径调节在0.9~1.3mm范围内为宜;其次,暗环的直径值应选取暗环两侧条纹中心之间距或暗环两侧条纹内、外切线之间距;最后,m-n=10的条件下,通过测定25~21,15~11各级暗环直径,由此计算得到的曲率半径值更接近标准值。     

牛顿环实验的研究

理论和实验研究表明,牛顿环实验中平凸透镜和平板玻璃的弹性形变和磨损,影响平凸透镜曲率半径的准确测量,采用干涉级数差法可以消除平凸透镜的磨损和弹性形变、平板玻璃的磨损对平凸透镜曲率半径测量的影响。另外,平板玻璃的弹性形变会引起平凸透镜曲率半径的测量值偏大,可通过测量较高级数的干涉条纹减小这种测量误差。因此,在牛顿环实验中应尽量避免平板玻璃发生弹性形变,也就是干涉圆环的中心暗斑的尺寸应该尽量小,同时测量级数较高的干涉条纹且采用干涉级数差法计算平凸透镜的曲率半径。     

基于牛顿环-曲率半径计算的CCD数字图像测量软件设计及应用

根据CCD数字图像处理技术,利用Delphi6设计出一种实用的数字图像测量软件,将此测量软件应用在等厚干涉-牛顿环实验中,通过CCD成像可以获取清晰的等厚干涉条纹—牛顿环图像,将此测量软件经过长度定标后,可以方便快捷的测量出第n级(或第m级)干涉条纹的直径D(或半径r),通过计算机测量计算的牛顿环曲率半径R误差远小于传统测量方法。     

牛顿环实验数据处理及实验方法

本文对用牛顿环测定透镜曲率半径实验的3种数据处理方法(逐差法、加权平均法、最小二乘法)进行了讨论,并提出改进意见。牛顿环实验数据处理中逐差法是现行教材中较通用的方法。透镜凸面曲率半径计算公式为     

牛顿环实验中暗环直径的正确测量

在实验"用牛顿环测透镜的曲率半径"中,因为暗环条纹有一定宽度,所以在测量其直径问题上,各种教材说法不一。本文通过光学理论分析得出应选取暗环两侧的条纹外边缘之间距作为暗环直径的结论。     

一种测量透镜曲率半径的新方法

分析讨论了牛顿环干涉条纹的附加程差问题，推导出了利用干涉条纹数字化方法计算牛顿环附加程差的公式，提出一种测量透镜曲率半径新方法，克服了传统方法在干涉条纹发生变形时不能保证△（ｒ＾２）恒为常量的困难，并给出了实验结果。     

光学教学中的牛顿环理论和应用

本文探讨了牛顿环干涉的原理,并指出牛顿环现象可以应用于检测光学器件表面质量、测量透镜的曲率半径、测量未知液体的折射率。     

光学教学中的牛顿环理论和应用

本文探讨了牛顿环干涉的原理,并指出牛顿环现象可以应用于检测光学器件表面质量、测量透镜的曲率半径、测量未知液体的折射率.     

扩展牛顿环实验的研究

将牛顿环实验扩展为一个综合性实验。该实验包括牛顿环法、测量环法和激光球面干涉仪法测量透镜的曲率半径三个内容。     

牛顿环干涉条纹常用半径公式的修正

本文根据反射和折射定律,通过精确计算两干涉光束的光程差,给出了牛顿环干涉较严格的条纹半径公式,并指出当透镜曲率半径较大而干涉条纹级数较小时,普遍被采用的牛顿环条纹半径公式才成立。     

利用牛顿环干涉条纹测定薄膜厚度

牛顿环实验是大学物理实验中的一个基本实验,目前的实验只是用于测透镜曲率半径。本文对牛顿环实验进行拓展,根据实验原理推导出两个用于测定薄膜厚度的理论公式,并对公式进行了理论分析。     

关于白光下牛顿环图象的分析

本文通过对不同曲率半径(以R=874mm为主)的牛顿环透镜在白光下产生的干涉图象的观察与测定,采用r~2～m图线方法,对图象彩色的形成与分布作了进一步的分析与描述,对整个图象的可辨范围也有简要说明。     

牛顿环实验的MATLAB仿真

仿真实验是现代实验技术发展的一个重要方向,也是对实验教学的一个重要补充。利用MATLAB强大的功能技术,可以实现牛顿环干涉实验的仿真。实验仿真过程直观、动态,实现了仿真实验与实验内容、实验原理、实验操作视频相连接,并展现了不同曲率半径对牛顿环实验干涉图像的影响,以及入射光波长对干涉图像的影响,实验仿真效果良好,为科研和教学提供了新的研究方法。     

用牛顿环测透镜曲率半径的另一种方法

牛顿环实验是一个比较经典的利用分振幅法获得相干光束的大学物理实验,是大学物理实验中的一个基础光学实验。本文运用波动光学的相关知识进行理论计算,通过分析牛顿环的等厚干涉产生装置,利用构造的两个直角三角形,推导出凸透镜曲率半径的计算公式,推导过程有利于学生对等厚干涉实验原理的理解,同时,在物理实验教学中也有一定的借鉴价值。     

应用MATLAB与CCD测量牛顿环曲率半径

在牛顿环实验中,为了减轻传统测量方法中人眼的疲劳,提高牛顿环曲率半径的测量精度,可通过在显微镜目镜处加装CCD图像传感器,对传统的牛顿环测量实验进行改进.通过将CCD图像传感器与计算机相连,在ImageView软件中显示并观察牛顿环实验图像.同时,利用MATLAB中的Improfile函数对实验图像进行测量处理,得到牛顿环曲率半径.实验结果表明:该方法具有易于观察、测量精度准确、应用性强等优点,有利于学生学习牛顿环实验.     

利用七色光仿真白光牛顿环干涉实验

依据七色光可合成为白光的原理,基于Matlab软件仿真白光牛顿环干涉实验;通过改变仿真参数,研究平凸透镜曲率半径的变化对干涉条纹的影响,通过对比入射光和透射光的仿真干涉条纹,分析色光的互补现象。结果表明,白光牛顿环干涉实验的仿真图像,颜色鲜艳而逼真;干涉条纹的间距和半径与平凸透镜的曲率有关;入射光和透射光干涉条纹为互补色。     

牛顿环实验方法的改进

利用指导大学生创新活动计划项目,自主搭建了数字化等厚干涉观测系统,包括计算机,CCD摄像头和透镜组件等装置和一套自行研发等厚干涉数据采集和处理软件,对大学物理实验中的牛顿环实验方法进行了改进,为精确观测牛顿环实验现象提供了一种有效的观测系统和数据处理方法。