大学物理实验报告答案大全+实验数据+思考题答案 - 图文

c

2

m

2

n

2

2

=0.6％

uR

? y

( )

= ? 0.12 ?

R

? u( ) ? u( ) ? ? u( ) ? = ?y ??+m ? n ? + m ? n ?

? ? ? ? ? ?

? ?

?

? + × ?8

? 20.6? 8.910 ? 35

u R

u( R) = R ×( ) =5.25mm；U = 2× u(R) = 11 mm

R

R = (R ± U ) =(875±11)mm

c

c

c

1. 透射光牛顿环是如何形成的?如何观察?画出光路示意图。答：光由牛顿环装置下方射入，在 空气层上下两表面对入射光的依次反射，形成干涉条纹，由上向下观察。

2. 在牛顿环实验中，假如平玻璃板上有微小凸起，则凸起处空气薄膜厚度减小，导致等厚干涉条纹 发生畸变。试问这时的牛顿环(暗)将局部内凹还是局部外凸?为什么? 答：将局部外凸，因为同一条纹对应的薄膜厚度相同。

3. 用白光照射时能否看到牛顿环和劈 尖干涉条纹?此时的条纹有何特征?

答：用白光照射能看到干涉条纹，特征是：彩色的条纹，但条纹数有限。

双棱镜干涉

实验目的

(1) 观察双棱镜干涉现象,测量钠光的波长。

(2) 学习和巩固光路的同轴调整。 实验方法原理

双棱镜干涉实验与双缝实验、双面镜实验等一样，都为光的波动学说的建立起过决定性作用，同时也是测量光波 波长的一种简单的实验方法。双棱镜干涉是光的分波阵面干涉现象，由 S 发出的单色光经双棱镜折射后分成两列，相当 于从两个虚光源 S和 S射出的两束相干光。这两束光在重叠区域内产生干涉，在该区域内放置的测微目镜中可以观察 dd 到干涉条纹。根据光的干涉理论能够得出相邻两明（暗）条纹间的距离为 ?x λ ，即可λ =?x 其中 d 为两

1

2

=

D 有

D

个虚光源的距离，用共轭法来测，即 d =

；离距的镜目微

实验步骤

(1) 仪器调节 ① 粗调

将缝的位置放好，调至坚直，根据缝的位置来调节其他元件的左右和高低位置，使各元件中心大致等高。 ② 细调

根据透镜成像规律用共轭法进行调节。使得狭缝到测微目镜的距离大于透镜的四倍焦距，这样通过移动透镜能够在 测微目镜处找到两次成像。首先将双棱镜拿掉，此时狭缝为物，将放大像缩小像中心调至等高，然后使测微目镜能够接

收到两次成像，最后放入双棱镜，调双棱镜的左右位置，使得两虚光源成像亮度相同，则细调完成。各元件中心基本达

dd；D 为虚光源到接收屏之间的距离，在该实验中我们测的是狭缝到测 。量测镜目微?测 x由，小很

1

2

到同轴。

(2) 观察调节干涉条纹

调出清晰的干涉条纹。视场不可太亮，缝不可太宽，同时双棱镜棱脊与狭缝应严格平行。取下透镜，为方便调节可

先将测微目镜移至近处，待调出清晰的干涉条纹后再将测微目镜移到满足大于透镜四倍焦距的位置。

(3) 随着 D 的增加观察干涉条纹的变化规律。 (4) 测量

① 测量条纹间距 ?x

② 用共轭法测量两虚光源 S和 S的距离 d

1

2

③ 测量狭缝到测微目镜叉丝的距离 D 数据处理

次数 1

2 3 4 5 6

测 ?x 数据记录

条纹位置

被测条纹数

起始位置 a 终了位置 a′ 8.095 3.575 10 3.554 8.030 3.550 8.184 3.593

8.035 3.573 8.100 3.680 8.080

10 10 10 10 10

mm

|a-a′| 4.520 4.481 4.457 4.550 4.504 4.487

mm

?x

0.4520 0.4481 0.4457 0.4550 0.4504 0.4487

?x = 0.44998mm

次数 1

2 3 4 5 6

测 d 数据记录

放大像间距 d

1 缩小像间距 d

2

|a-a′|

2

2

aa′

1

1|a-a′|

1

1aa′

2

2

7.560 5.771 7.538 5.755 7.520 5.735

2

5.774 7.561 5.766 7.549 5.753 7.515

1.786 1.790 1.772 1.794 1.767 1.780

7.357 6.933 7.381 6.910 7.355 6.951

6.965 7.360 6.968 7.330 6.940 7.360

mm

0.410 0.428 0.413 0.420 0.415 0.409

d= 1.7915mm； d= 0.4158mm

1

测 D 数据记录

狭缝位置 b 1 (1)

A

测微目镜差丝位置 b′ 660

B

D=|b-b′| 659

?x 的不确定度

u( ) = 0.001329mm； u ( ) =

?

仪 3

= 0.005770mm；

u

( )

=

1

2

2

u( x) + u

A

2

B

x 0.005921mm。 ( ) =

A

(2) 求 d与 d的不确定度

u( ) = 0.004288mm； u( )

AB

B

= 0.002915mm； B

u( ) = 0.007mm； u( ) = 0.005mm； u( ) = u

? 仪=0.005770mm；

3

( )

A

2 2 () + u ( ) =

1

= u(d) + u

1

u( ) = u d A

2

B

d

2

B

B0.01003mm；

u d + u( ) = 0.00817mm。

( ) + ( )

2

B

2

(3) 求 D 的不确定度

u( ) = 1mm。

(4) 波长的合成相对不确定度

2

c

2

2

( ) ? ? ( ) ? ? ( ) ? uλ = ?uuu× ?4 mm；

? + ? + ? = ( )

? ?x ? ? d ? ? D ? 4.128 10 λ

? ? 2 ? 2 2

其中 ? ? u( ) ? 1 ?? = u( ) ?

??

+??

1 ? u( ) ? ×

? d ? 4 ? d ? 4 ? d ?

1

2

?5

??

=

??

1.374 10

mm。

(5) 测量结果