干涉法精密测量牛顿环实验报告.docx

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1、干涉法精密测量牛顿环实验报告篇一：精密工程测量试验报告 实 验 报 告 课程名称： 精密工程测量 专业班级：D测绘131 姓名学号：戴峻2022132911 测绘工程学院 试验报告一、精密角度测量 一、试验名称：精密角度测量 二、试验性质：综合性试验 三、试验地点：淮海工学院苍梧校区 时间：四、试验目的： 1. 驾驭精密经纬仪（DJ1或DJ2）的操作方法。 2. 驾驭方向法观测水平角水平角的观测依次，记录和计算方法。 五、仪器和工具： 全站仪一台，三脚架一个，记录板一块，自备铅笔，记录手薄和观测目标物。 六、试验内容及设计： 在试验之前，须要做的工作是：了解试验内容，以及读数的多种限差，并选择

2、好试验地点，大略知道试验数据的处理。 1试验步骤： （1） 架设全站仪，完成对中、整平； （2）调清晰十字丝,选择好起始方向，消退视差； （3） 一个测站上四个目标一测回的观测程序 2. 度盘配置: 设共测4个测回,则第i个测回的度盘位置略大于(i-1)180/4. 3. 一测回观测: （1）盘左。选定一距离较远、目标明显的点（如A点）作为起始方向，将平读盘读数配置在稍大于0 o处，读取此时的读数；松开水平制动螺旋，顺时针方向依次照准B、C、D三目标读数；最终再次瞄准起始点A并读数，称为归零。 以上称为上半侧回。两次瞄准A点的读数之差称为“归零差”，检核是否超限，超限刚好放弃本测回，重新起先本

3、测回。 （2）盘右。先瞄准起始目标A,进行读数；然后按逆时针放线依次照准D、C、B、A各目标，并读数。 以上称之为下半测回，其归零差仍要满意规范要求。 上、下半测回构成了一个测回，检核本测回是否满意各项限差，如超限，重新起先本测回，合限，进行下一测回工作。 4.记录、计算 （1）记录。 参考本指南所附的本次试验记录表格。盘左各目标的读数按从上往下的依次记录，盘右各目标读数按从下往上的依次记录。 （2）两倍照准误差2C的计算。根据下式计算2C 2C?盘左读数-（盘右读数?180?） 对于同一台仪器，在同一测回内，各方向的2C值应为一个定值。若有改变，其改变值不超过表1.1中规定的范围 表1.1水

4、平角方向观测法的技术要求(3) 平均读数的计算。 按下式依次计算各方向平均读数,即以盘左读数为准,将盘右读数加或减180o后和盘左读数取平均。 盘左读数?（盘右读数?180?） 平均读数? 2 起始方向有两个平均读数值，应再次取平均作为起始方向的平均读数。 （4）归零方向值计算。 在同一测回内，分别将各方向的平均读数减去起始目标的平均读数，得一测回来零后的方向值。起始方向的归零方向值为0o000. （5）各测回平均值的计算。检查同一方向值个测回的互差，是否满意要求。若符合要求，取各测回同一方向归零后方向值的平均值作为最终结果。 （6）水平角的计算。相邻方向值之差即为两相邻方向所夹的水平角。 七

5、、试验原始记录（附后） 八、试验计算、分析与总结 这次精密角度测量试验，测量出来的角度总的来说是不符合试验 要求的，我感觉最主要的缘由就是天气缘由，因为当时下着小雨瞄准 的目标物没有平常那么清楚所以测量出来的结果并不是那么精确，但是主要的就是我们自身对于试验的仔细看法，误差总是存在，我们只能尽量去减小，这是没有方法避开的，这次试验是精密工程测量的第一个试验，我会仔细去对待每一次试验，每一次仪器练习的机会，因为这样对于我们进入工作岗位很有利。篇二：探讨性试验报告-A15牛顿环干涉 牛顿环干涉试验探讨性报告 First Author 第一作者： School Number 学号： Institut

6、e 院系： Second Author 其次作者： School Number 学号： Institute 院系： Third Author 第三作者： School Number 学号： Institute 院系： 书目 【摘要】. 3 【关键词】. 3 【正文】. 3 一、试验目的 . 3 二、试验原理 . 3 分析. 4 推导公式 . 4 三、试验仪器 . 5 四、试验步骤 . 5 1、干涉条纹的调整 . 5 2、牛顿环直径的测量 . 5 3、数据处理 . 6 五、数据处理 . 6 1、原始数据列表 . 6 2、数据处理 . 6 2.1原始处理方法 . 6 2.2改进处理方法 . 7 六

7、、两种数据处理方法的比较 . 8 七、误差分析及减小误差方法 . 9 1、系统误差 . 9 1.1牛顿环干涉计算公式中略去的高阶无穷小量 . 9 1.2读数显微镜的仪器误差 . 9 1.3读数显微镜空程误差 . 9 2、随机误差 . 9 2.1牛顿环读数位置的定位误差 . 9 2.2牛顿环圆度的影响 . 10 3、粗大误差 . 10 由于计数错误，使圆环级数不正确 . 10 八、试验感想 . 10 【参考文献】 . 11 【摘要】 本文采纳不同于原试验的数据处理方法，对原来计算结果予以修正。同时，在文章末对牛顿环干涉试验误差来源予以分析，进一步阐述了减小本试验误差的一些方法。 【关键词】 牛顿

8、环干涉；数据处理方法比较；误差分析；一元线性回来。 【正文】 一、试验目的 加深对等厚干涉的基本规律和用分振幅法实现干涉的试验方法的相识； 驾驭利用牛顿环干涉测定透镜曲率半径的一般方法； 正确运用读数显微镜，留意空程误差的消退。 二、试验原理 分析光路：将一大曲率半径的平凸玻璃透镜A放在平板玻璃上即构成牛顿环仪。光源S通过透镜L产生平行光 束，再经倾角为450的平板玻璃M反射后， 垂直照耀到平凸透镜上。入射光分别在空气 层的两表面反射后，穿过M进入读数显微 镜下，在显微镜中可以视察到以接触点为中 心的圆环形干涉条纹牛顿环。 图1 推导公式：依据光的干涉条件，在空气厚 度为d的地方，有 2?+=

9、?（k=1,2,3.）明条纹 2 2?2?+=（2?+1）（k=1,2,3.）暗条纹 2?式中左端的为“半波损失”。令r为条纹2?半径，由右图可知： ?2=?2+(?)2 化简后得?2=2?2 当R>>d时，上式中的?2可以略去，因此 ?2 ?= 将此式代入上述干涉条件，并化简，得 ?2= 2?1 ? ?=1,2,3 明环 2?图2 ?2=?(?=1,2,3)暗环 由上式可以看出，若测出了明纹或暗纹的半径r，就可定出平凸透镜的曲率半径R。在实际测量中，暗纹比明纹更简单对准，故以测 量暗纹为宜，另外通常测量直径D比较便利，于是可将公式变形为 ?2=4k?（k=0,1,2) 上式即为测

10、透镜焦距的公式。 三、试验仪器： 牛顿环仪、读数显微镜（附450玻璃片）、钠光灯。 四、试验步骤 1、干涉条纹的调整 按图1所示放置仪器，光源S发出的光经平板玻璃M的反射进入牛顿环仪。调整目镜清楚地看到十字叉丝，然后由下到上移动显微镜镜筒（为防止压坏被测物体和物镜，不得由上向下移动），看清牛顿环干涉条纹。 2、牛顿环直径的测量 连续测出10个以上干涉条纹的直径。 提示： 测量前先定性视察条纹是否都在显微镜的读数范围内； 由于接触点旁边存在形变，故中心旁边的圆环不宜用来测量； 读数前应使叉丝中心和牛顿环的中心重合； 为了有效地消退空程带来的误差，不仅要保证单方向转动鼓轮，而 篇三：等厚干涉牛顿环

11、试验报告 等厚干涉牛顿环示范报告 【试验目的】 (1)用牛顿环视察和分析等厚干涉现象； (2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径； (3)学会运用读数显微镜测距。 【试验原理】 在一块平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透镜，使其凸面与平面相接触，在接触点旁边就形成一层空气膜。当用一平行的准单色光垂直照耀时，在空气膜上表面反射的光束和下表面反射的光束在膜上表面相遇相干，形成以接触点为圆心的明暗相间的环状干涉图样， 称为牛顿环，其光路示意图如图。 假如已知入射光波长，并测得第k级暗环的半径rk，则可求得透镜的曲率半径R。但实际测量时，由于透镜和平面玻璃接触时，接触点有压力产生形变或有微尘产生附加光程

12、差，使得干涉条纹的圆心和环级确定困难。用直径 Dm 、Dn，有 R? Dm?Dn 2 2 4(m?n)? 此为计算R用的公式，它与附加厚光程差、圆心位置、肯定级次无 关，克服了由这些因素带来的系统误差，并且 Dm 、 Dn 可以是弦长。 【试验仪器】 JCD3型读数显微镜，牛顿环，钠光灯，凸透镜(包括三爪式透镜夹和固定滑座)。【试验内容】 1、调整测量装置 按光学试验常用仪器的读数显微镜运用说明进行调整。调整时留意： (1)调整450玻片，使显微镜视场中亮度最大，这时，基本上满意入射光垂直于透镜的要求(下部反光镜不要让反射光到上面去)。 (2)因反射光干涉条纹产生在空气薄膜的上表面，显微镜应对

13、上表面调焦才能找到清楚的干涉图像。 (3)调焦时，显微镜筒应自下而上缓慢地上升，直到看清晰干涉条纹时为止，往下移动显微镜筒时，眼睛肯定要离开目镜侧视，防止镜筒压坏牛顿环。 (4)牛顿环三个压紧螺丝不能压得很紧，两个表面要用擦镜纸擦拭干净。 2、视察牛顿环的干涉图样 （1）调整牛顿环仪的三个调整螺丝，在自然光照耀下能视察到牛顿环的干涉图样，并将干涉条纹的中心移到牛顿环仪的中心旁边。调整螺丝不能太紧，以免中心暗斑太大，甚至损坏牛顿环仪。 （2）把牛顿环仪置于显微镜的正下方，使单色光源与读数显微镜上45?角的反射透亮玻璃片等高，旋转反射透亮玻璃 ，直至从目镜中能看到光明匀称的光照。 （3）调整读数显

14、微镜的目镜，使十字叉丝清楚；自下而上调整物镜直至视察到清楚的 干涉图样。移动牛顿环仪，使中心暗斑（或亮斑）位于视域中心，调整目镜系统，使叉丝横丝与读数显微镜的标尺平行，消退视差。平移读数显微镜，视察待测的各环左右是否都在读数显微镜的读数范围之内。 3、测量牛顿环的直径 （1）选取要测量的m和n(各5环)，如取m为55，50，45，40，35，n为30，25，20，15，10。 （2）转动鼓轮。先使镜筒向左移动，依次数到55环，再向右转到50 环，使叉丝尽量对准干涉条纹的中心，记录读数。然后接着转动测微鼓轮，使叉丝依次与45，40，35，30，25，20，15，10，环对准，顺次登记读数；再接着

15、转动测微鼓轮，使叉丝依次与圆心右10，15，20，25，30，35，40，45，50，55环对准，也顺次登记各环的读数。留意在一次测量过程中，测微鼓轮应沿一个方向旋转，中途不得反转，以免引起回程差。 4、算出各级牛顿环直径的平方值后，用逐差法处理所得数据，求出 直径平方差的平均值代入公式求出透镜的曲率半径，并算出误差。 留意： (1)近中心的圆环的宽度改变很大，不易测准，故从K=lO左右起先比较好； (2)m-n应取大一些，如取m-n=25左右，每间隔5条读一个数。 (3)应从O数到最大一圈，再多数5圈后退回5圈，起先读第一个数据。 (4)因为暗纹简单对准，所以对准暗纹较合适。 ， (5)圈纹

16、中心对准叉丝或刻度尺的中心，并且当测距显微镜移动时，叉丝或刻度尺的 某根线与圈纹相切(都切圈纹的右边或左边)。 【数据记录与处理】 凹透镜曲率半径测量数据 数据表取m?n?25 ?5.893?10?4mm，仪器误差： 0.005mm R标855.1mm （1） 透镜曲率半径测量数据 数据表取m?n?25 ?5.893?10?4mm，仪器误差： 0.005mm R标855.1mm （2）确定平凸透镜凸面曲率半径的最佳值和不确定度?R 曲率半径的最佳值 R 22 令Dm?Dn?M Dm?Dn4(m-n)? 22 51.5194?25?5893?10 ?7 ?874.3mm 有 SM? ? =0.2

17、83mm 又因为 R?M所以有 SR?SM sR?RsMM ?仪?0.005mm （3?4.9) mm 相对误差：ER? R?R标R标 ?101% 874.3855.1 855.1 ?101%2.3% 【误差分析】 视察牛顿环时将会发觉，牛顿环中心不是一点，而是一个不甚清楚的暗或亮的圆斑。其缘由是透镜和平玻璃板接触时，由于接触压力引起形变，使接触处为一圆面；又镜面上可能有微小灰尘等存在，从而引起附加的程差，这都会给测量带来较大的系统误差。另外要用肉眼去视察暗条纹，误差会较大。 第18页 共18页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页