21_光的等厚干涉与应用》实验指导书

光的等厚干涉与应用》实验指导书1．实验仪器读数显微镜，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=5.893×10-4mm。2）mmm005.0但在用逐差法处理数据时由于函数关系比较复杂所以不计算，直接把A类不确定度当作dddnmk222的不确定度，即：SuAdk2。3）数据记录表格：表1第k级干涉条纹直径的相关测量数据（mm）k左x右xxd左y右yyd2yxdd6．补充思考题为什么要用逐差法处理数据呢？因为RKdk42则)2(422nRdn（1）Rndn42（2）且（1）-（2）式得：24222Rddnn则所测各不同k级条纹真知数据有意义否？故：将12组数据分两大组。则：621022221823022023222ddddddddnm此时所有的数据都用上了。且)(422nmRddnm若设ddJnmi22则6161iiJiJ)(4nmRiJ即可计算R值及其不确定度。7．实验报告书写纲要（参看课本33-35页）1111210232210212228230230232222ddddddddddnn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、简要实验步骤及注意事项等。3)数据处理要求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