集美大学：物理实验教学指导（讲义）光的等厚干涉与应用

光的等厚干涉与应用实验指导书实验仪器清单1、读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置2、实验内容和教学要求1）实验原理：正确理解光路图和干涉原理图：A半反射镜2/n钠光灯的光源bIni牛顿环装置=M2）了解读数显微镜的使用方法：掌握丝的调节方法和读数方法（要注意主尺的示值与鼓轮的示值是否一致）。3）牛顿环装置的调节：用装置上的三个螺丝调节，使干涉图样的暗斑处地装置的中心位置；4）干涉图样的调节：根据半反射镜的角度和高度与钠光灯的光源之间的关系调整同时要配合调节读数显微镜的角度和高低的调节（如果读数显微镜不够高，可用木板垫高）。5)测量直径的方法：要避免螺距差，在测量数据的范围内不可改变鼓轮的转动方向。数据环数一定要注意不要多数或少数，要每隔一定时间让眼睛休息。6）数据的处理方法：要撑握逐差法处理数据。3、重点与难点1）干涉图样的调节：干涉图样如果不清晰就会影响观察。2）数据多，容易出错。难点指导4、1）于涉图样的调节：半反射镜的角度调节可通过调节整个读数显微镜，或者直接通过松开使半反射镜与镜筒相连的螺丝来调整：高度就直接调镜筒。当载物台下的反光镜处于关闭状态时，从镜简中能看到视场是亮的，那就表明半反射镜的角度大致已经调好了，此时只要调焦合适就能看到干涉图样了。2）数据处理可用电子表格（Excel)，容易检查和修改。5、相关的实验数据1）钠光波长：入=5.893×10mm。72）△m=0.005mm，0仅=是直接测量值的B类不确定度，但在用逐差法处理数据时用V3到的是di-d.的B类不确定度，经过误差传递公式推导可知ug=2α仪√a+d，因此

光的等厚干涉与应用实验指导书 1、 实验仪器清单 读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置 2、 实验内容和教学要求 1）实验原理：正确理解光路图和干涉原理图： 2）了解读数显微镜的使用方法：掌握叉丝的调节方法和读数方法（要注意主尺的示 值与鼓轮的示值是否一致）。 3）牛顿环装置的调节：用装置上的三个螺丝调节，使干涉图样的暗斑处地装置的中 心位置； 4）干涉图样的调节：根据半反射镜的角度和高度与钠光灯的光源之间的关系调整， 同时要配合调节读数显微镜的角度和高低的调节（如果读数显微镜不够高，可用 木板垫高）。 5）测量直径的方法：要避免螺距差，在测量数据的范围内不可改变鼓轮的转动方向。 数据环数一定要注意不要多数或少数，要每隔一定时间让眼睛休息。 6）数据的处理方法：要撑握逐差法处理数据。 3、 重点与难点 1）干涉图样的调节：干涉图样如果不清晰就会影响观察。 2）数据多，容易出错。 4、 难点指导 1）干涉图样的调节：半反射镜的角度调节可通过调节整个读数显微镜，或者直接通 过松开使半反射镜与镜筒相连的螺丝来调整；高度就直接调镜筒。当载物台下的 反光镜处于关闭状态时，从镜筒中能看到视场是亮的，那就表明半反射镜的角度 大致已经调好了，此时只要调焦合适就能看到干涉图样了。 2）数据处理可用电子表格（Excel），容易检查和修改。 5、 相关的实验数据 1）钠光波长：λ=5.893×10-4 mm。 2） m = 0.005mm ，σ仪= 3  m 是直接测量值的 B 类不确定度，但在用逐差法处理数据时用 到的是 d m dn 2 2 − 的 B 类不确定度，经过误差传递公式推导可知 2 2 uB = 2 仪 dm + dn ，因此

u不再是一个定值，难以计算,为此直接把d-d.的A类不确定度当作△d=d-d的不确定度，而把B类不确定度忽略不计，即Ua=S。3）数据处理表格：表1第k级干涉条纹直径的测量（单位：mm，入=5.893×10mm）d-d.+d.d.kd,y右X左X右y左2101214161820222426283032地表2用逐差法处理d的数据ndda"-d.a-a)102212242614281618302032d=d.+d.26、补充的思考题为什么要用逐差法处理数据呢？2=4RK^因为d则dm*=4R(n+2)a(1)

uB不再是一个定值，难以计算，为此直接把 d m dn 2 2 − 的 A 类不确定度当作 dk d m dn 2 2 2  = − 的不确定度，而把 B 类不确定度忽略不计，即 u dk S A =  2 。 3）数据处理表格： 表 1 第 k 级干涉条纹直径的测量（单位：mm，λ=5.893×10-4 mm） k x左 x右 x d y左 y右 y d 2 x y k d d d + = 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 地 表 2 用逐差法处理 d K 2 的数据 n d n 2 m d m 2 d m d n 2 2 − ( ) d m d n 2 2 − 10 22 12 24 14 26 16 28 18 30 20 32 2 x y k d d d + = 6、 补充的思考题 为什么要用逐差法处理数据呢？ 因为 d RK k 4 2 = 则 4 ( 2) 2 2 = + + d R n n （1）

d,=4Rna(2)且（1）－（2）式得：d+2-d,= 4R.2a d.-d.- -dadia-dadi-dia. di.d.有意义否？1111将12组数据分两组则：d.-d.-.d-.d.dd-d.6此时所有的数据都用上了。且d,-d,= 4R(m-n)a若设J,=d-d,则J,=-6=l所以J,= 4R(m-n)a7、实验报告书写纲要（参看课本33-35页）1实验目的2实验原理及方法重点是实验原理的描述、公式的推导及原理图。同时简单交代涉及到的实验仪器、简要的步骤及注意事项等。3数据处理用逐差法处理数据注意：计算S和平均值时不需写过程，但计算u和R等时应把过程写出来。4实验结果5讨论注意：把实验结果结合实验方法和实验中出现的问题结合起来讨论

d Rn n 4 2 = （2） 且（1）-（2）式得： 4 2 2 2 2 − =  + d d R n n 而 11 11 2 1 0 2 3 2 2 1 0 2 1 2 2 2 8 2 3 0 2 3 0 2 3 2 2 2 2 d d d d d d d d dn dn − = − + − + + − − = +  有意义否？ 将 12 组数据分两组则： 6 2 10 2 22 2 18 2 30 2 20 2 32 2 2 d d d d d d d m dn − + − + + − − =  此时所有的数据都用上了。 且 4 ( ) 2 2 d d R m n m n − = − 若设 Ji d m dn 2 2 = − 则 = = 6 1 6 1 i i J i J 所以 4R(m n) i J = − 7、 实验报告书写纲要（参看课本 33-35 页） 1 实验目的 2 实验原理及方法 重点是实验原理的描述、公式的推导及原理图。 同时简单交代涉及到的实验仪器、简要的步骤及注意事项等。 3 数据处理 用逐差法处理数据 注意：计算 S 和平均值时不需写过程，但计算 u 和 R 等时应把过程写出来。 4 实验结果 5 讨论 注意：把实验结果结合实验方法和实验中出现的问题结合起来讨论