牛顿环实验问题

1因为仪器的精密程度不够，所以刻度鼓轮只能单方向转，如果你改变鼓轮的转动方向，（比如你先一个方向转，然后向反方向转一点）你可以发现虽然鼓轮转了，但是显微镜里的刻度没有变，这样误差很大。

2因为圆心不易找，测直径能降低误差

3逐差是为了降低误差（主要实偶然误差），比如你第一次测量的误差很大，如果用这组数据就肯定不行，不可能每次测量都有很大的误差（如果实这样，这就是你的操作有问题了）而测量的偶然误差是分布在真实值左右，逐差就能降低误差，结果比较接近真实值。

测量结果表示：R=18946m ，E=462%。

用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触，在日光下或用白光照射时，可以看到接触点为一暗点，其周围为一些明暗相间的彩色圆环；而用单色光照射时，则表现为一些明暗相间的单色圆圈。

这些圆圈的距离不等，随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。它们是由球面上和平面上反射的光线相互干涉而形成的干涉条纹。

扩展资料：

物距越小，像距越大，实像越大。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越小，像距越小，虚像越小。

牛顿还用水代替空气，从而观察到色环的半径将减小。他不仅观察了白光的干涉条纹，而且还观察了单色光所呈现的明间相间的干涉条纹。

牛顿环装置常用来检验光学元件表面的准确度．如果改变凸透镜和平板玻璃间的压力，能使其间空气薄膜的厚度发生微小变化，条纹就会移动。用此原理可以精密地测定压力或长度的微小变化。

参考资料来源：百度百科--牛顿环

参考资料来源：百度百科--透镜

参考资料来源：百度百科--牛顿环实验

读数显微镜就是拿来测长度的，它的显微镜部分是更清楚地看到被测量物，而读数则是与显微镜的移动有关，测得的数值时实际的大小，而不是像的大小。

因为在测量牛顿环直径的时候，使用是读数显微镜，读数显微镜的镜头移动距离是可以被刻度尺读出来的。在测量牛顿环的时候，将读数显微镜镜头在牛顿环上移动，所以移动的距离就是牛顿环本身的直径。

扩展资料：

调节读数显微镜，看到清楚的明暗条纹，且条纹与叉丝无视差。

将牛顿环调整在量程范围内，然后用右手反转副齿轮，将十字叉丝移到右35暗环时再用右手正转，使叉丝开始向左推进，直到纵丝压到第30暗环环纹中央，记下显微镜读数即该暗环标度X30,再缓慢转动副齿轮，使纵丝依次对准第25、20、15、10等暗环环纹中央，记下每次暗环的标度X25, X20, X15, X10。

参考资料来源：百度百科-牛顿环实验

然后，在实验操作中，中心不可能是点接触又是一个系统误差。

一、把观察到的干涉产生的暗环的半径当成是光线进入透镜反射点的半径。分析光路图知道，它们是不相等的。这一因素影响不大，在分析误差时常常忽略而忘记考虑。

这样测出的半径比光线反射处的半径要小，由

R=（r^2+h^2）/2h

知，这一因素使得测量结果偏小。

二．推导时,忽略了h^2,这样也使得测量结果偏小。

这一因素的影响也不大。

三、在实验操作中，由于中心不可能达到点接触，在重力和螺钉压力下，透镜会变形，中心会形成暗斑，造成测量结果偏差。

我们推导的公式中，用两个级次的差值进行处理，但是这样也只能避免确定暗环级次的问题，而不能真正彻底消除中心暗斑大小对结果的影响。

因为中心暗斑大小反映了透镜形变的大小，透镜受到螺钉的压力和重力，不仅是中心处发生形变，整个曲面都要形变。越靠外的地方形变越大，则Δ h变小，因此关系式中分母上的（m-n）与没有形变时已经不同了，而是变小了，可以推知，测量结果偏大了。实验书上的公式暗含着这样的近似：认为只有中心处变平，而未考虑透镜曲面上其它地方的形变。事实上，当透镜发生形变后，就不再是球面了，也不严格满足关系式：Δ r^2=2RΔ h了。

也就是说，相同的半径R处对应的空气层厚度h减小，且越靠外减小得越甚，Δ h变小，m-n变小，测量结果偏大。这个因素是影响最大的一个因素，中心暗斑越大，测量结果越不准确，越偏大。

对于这一因素，有一篇题为《牛顿环中暗斑大小对测量结果的影响》的小论文进行了探讨。

其中给出的解决方法是：

在不同的中心暗斑大小情况下分别进行测量，并记录中心暗斑的大小，然后与标准值比较观察误差大小。最后在计算机上用软件Matlab对结果进行拟合，曲率半径为纵轴，中心暗斑半径为横轴。然后就可以得到对应于中心暗斑半径为0的曲率半径值。

这样做结果的确比较准确，但是论文中也犯了一个走极端的错误，那就是，即使在理想的点接触情况下，中心暗斑的半径也不是0。

因为我们在做任何干涉实验中观察到的条纹都不是一条线，而是有粗细的。对于单色性较好的光来说，条纹的粗细主要是由于光强极值不可能比附近的光强有明显的突变造成的

因此，即使在理想的点接触条件下，中心暗斑的半径也不是0，而是有一定的大小，它比第一暗环的宽度稍大一点。中心暗斑在这个大小的时候得到的结果是相对来说最准确的。

另外，老师曾提到，测量结果的准确度与所用透镜的曲率半径大小也有关，曲率半径小的测得的结果更准确些。这点不难分析，因为曲率半径小的透镜发生的相对形变小，同一半径对应的空气层厚度变化小，因此测量结果的相对误差就小一些，并且曲率半径本身就小，则绝对误差更小。曲率半径大的则相反。也就是说，透镜的形变因透镜本身而异，造成的结果偏差也与透镜本身曲率半径的大小有关。我们测量出来的曲率半径，实际上是把形变后的曲面还当作球面，按照我们推导的球面情况下的公式处理求出的曲率半径。

1牛顿环的原理和空气劈是一样的，只是牛顿环的“劈”的上表面的玻璃是曲面，这就造成了干涉条纹内输外密。

2如何判断：从环外往圆心看，往圆心里凸的，待测面是凸起的，往圆外凸的，待测面是凹的

3原理相同，不同的是牛顿环的空气劈的上表面是曲面，不是线性变化的。

1：在凸透镜的凸起的表面，其实形成的干涉是一条光线经过透镜凸面反射光与折射出去的光经过透镜下面的玻璃板反射的光的干涉。

2：你应该学过“测量物体表面的平整度”，那里有个公式Δx=L/tanθ(具体系数我记不清了)Δx是干涉时两亮纹之间的距离，同样，这里的θ是透镜在一条入射光线折射点的切线与平面所成的角度，所以越靠近圆心，θ越小，亮环之间距离越大。其实还可以这么理解：如果越远离中心，距离越大，即越容易观察，那么应该到处都是牛顿环，而其实牛顿环很难见到。“测量物体表面的平整度”也可以这么记。如果角度越大，Δx越大。那需要那么大费周折吗？

3：其实显微镜有种测微尺，可以测量显微镜下物体的实际长度。具体是有刻度的目镜，和有刻度的盖玻片，先是在某一放大倍数下，用二者可以得出实际长度（盖玻片上的刻度）与放大后的长度之间的对应（比例）。

手打了这么多字，希望能帮到你。

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