牛顿环测量透镜曲率半径数据处理的研究

用图解法、逐差法、加权平均法、最小二乘法对牛顿环测量的实验数据进行了处理,对四种处理方法进行深入的分析、比较,得到加权平均法是牛顿环数据的最佳处理方法;计算了实验测量结果中的各类不确定度,并对不确定度和存在误差进行分析。

云课堂辅助教学模式探索——以牛顿环干涉实验为例

牛顿环干涉实验原理复杂,步骤烦琐,传统教学模式难以达到预期效果。通过对该实验引入云课堂辅助教学模式,丰富学生的学习手段,拓展学生的学习空间,激发学生的学习兴趣。学生可以随时随地利用“装在口袋里的实验室”围绕特定的知识点进行交流学习,有效解决传统实验教学模式中教法单一、只能被动接受的问题,极大提高学习积极性,从根本上培养自己的自主学习能力和创新思维。

牛顿环实验中螺栓调节对曲率半径测量结果的影响

牛顿环是大学物理实验中的基本光学实验之一,对于加深学生对光的波动性理解具有重要意义。基于光的干涉理论,该实验可测量出平凸透镜的曲率半径。然而,不同学生在进行测量时往往会得到差异显著的曲率半径数据。这种现象可能是由于多种因素造成的,包括实验操作的规范性、仪器的精度、环境光的影响以及学生的实验技巧等。螺栓调节不当会引起平凸透镜变形,导致中心暗斑面积变化,影响空气薄层的厚度和干涉环间距,是产生误差的重要原因之一。本研究主要分析了螺栓调节引起的牛顿环中心暗斑面积变化对曲率半径测量精度的影响,旨在为实验规范操作提供参考。

Matlab对牛顿环半径实验的多种数据处理方法分析及可视化

在“大学物理实验”中,数据的处理尤为关键。本文以光的等厚干涉测量牛顿环曲率半径为例:首先采用Matlab对不同的实验数据处理方法进行模拟,比较逐差、最小二乘和加权平均三种数据处理方法和误差分析,并计算了不确定度,发现最小二乘法展现了最优的拟合结果,具有最小的误差;其次使用MATLAB成功生成了牛顿环的可视化图像,展示了不同光波长和牛顿环半径下的实验结果。比较数据处理方法优劣和实验可视化有助于直观理解和展示实验现象,为实验结果的分析提供了有效的辅助工具。

逐差法和Origin软件在牛顿环实验数据处理中的比较

利用逐差法和Origin软件分别对牛顿环的实验数据进行处理和分析,对比发现,利用Origin软件处理实验数据不仅提高了数据处理的效率,还减少了数据处理过程中人为因素带来的误差,具有简洁、高效、直观等优点。此软件可以引入大学物理实验教学进行数据处理和分析,从而为学生提供一个简化复杂数据计算的工具。

弦长代替直径测量牛顿环曲率半径的不确定度的分析

牛顿环实验中,测量干涉环的直径是本实验的重点与难点.本文将证实一个结论:弦长代替直径,测量牛顿环曲率半径的方法会影响结果的B类不确定度.当线性拟合的相关系数非常接近1时,B类不确定度不可以被忽略.另外,从理论上分析了弦长代替直径的测量方法所具备的优势,给出了因变量B类不确定度的计算方法.

基于图像模式识别技术的牛顿环检测

利用图像模式识别技术对牛顿环条纹进行自动识别 ,不仅速度快、精度高 。

不同数据采集方法对牛顿环测曲率半径准确度的影响

用牛顿环干涉实验测平凸透镜曲率半径是大学物理实验中的基本实验,本文讨论了不同数据采集方法怎样影响测量结果的准确度,并由实验得以证实.

牛顿环干涉实验方法的研究与改进

本文分析了牛顿环干涉实验中常见的问题,提出了具体的解决办法,并应用现代传感技术改进测量方法,使其具有良好的示教和演示效果。

牛顿环环数差选择对测量的影响

本文根据干涉原理．全面讨论分析等厚干涉－牛顿环测透镜的曲率半径环数差的选择对测量结果的影响．

基于LabVIEW的牛顿环实验动态仿真

虚拟仪器是现代仪器的一个主要发展方向,也是实验和教学的重要补充方式。本文基于LabVIEW设计了虚拟牛顿环实验演示仪,一方面,利用LabVIEW强大的功能模拟了牛顿环实验的光强分布图,使虚拟仪器的整个实验仿真过程动态、直观、形象,可直观地分析各参数对干涉结果的影响;另一方面,虚拟仪器的使用不受环境的限制,可为理论教学和实验教学过程所用,从而加强学生对光干涉理论的理解。

对牛顿环干涉实验中若干问题的研究

该文对牛顿环实验中关于干涉条纹形成的定域、牛顿环中心暗斑和亮斑起因及其对测量结果影响、实验始测级数选取以及实验扩展等若干问题进行了分析及探讨。

等厚干涉实验中牛顿环暗纹直径自动测量方法

为满足远程实验测量需要,针对传统等厚干涉实验中牛顿环测量误差较大问题,提出一种牛顿环暗纹直径自动测量方法。与传统测量方法相比,该方法缩减了测量时间、提高了测量精度,测量得到的牛顿环曲率半径误差缩小到2.2%~2.7%范围内,并为实现等厚干涉实验的远程测控提供可靠的技术支持。

牛顿环装置的改进并测量液体折射率及现象讨论

根据牛顿环干涉法测量液体折射率时存在的视场模糊不清的实验现象,改进牛顿环装置,获得更加清晰易于观察的干涉条纹,并确保在同一薄膜厚度下测量液体折射率,提高测量折射率的精确度。结合真实可靠的实验图片,对现象分析讨论,进一步说明牛顿环装置改进的合理性。

再论牛顿环干涉装置的若干变异结构

依据光的波动本性及干涉原理,采用分类归纳的方法给出牛顿环干涉装置的其他几种变异结构及其统一的环纹分布规律,推导并分析了其干涉条件.理论推导表明:这些变异结构在环纹分布规律方面均等效于牛顿环干涉仪,并满足一个统一的公式:任意两环纹直径之平方差是一个无关于干涉序的恒量.同时发现:浅近切割式与非接触式牛顿环干涉结构在表面科学(如表面沉积及液 固湿润现象)研究方面以及在光学检测及微位移传感技术方面的应用前景;所述原理已得到实验的初步检验证明.

将牛顿环实验改造为综合性实验

对牛顿环实验的教学内容从4个方面进行了拓展,将该实验从验证性实验提升为综合性实验,有利于学生加深对等厚干涉现象的理解,激发了学生对物理实验的兴趣,提高了学生的综合能力。

基于虚拟现实技术的牛顿环实验设计

以大学物理中的牛顿环实验为例,开发了以3DS max、Cult3D、JavaScript和Flash为核心设计技术的大学物理虚拟实验,弥补了传统实验中的缺陷。介绍了虚拟牛顿环实验的开发流程、实现内容及操作方法等,对大学物理实验内容和虚拟技术之间的有效交融进行了研究。通过与传统实验结果的对比,彰显了虚拟技术在现实中应用的优越性。

基于图像处理的牛顿环应力测量方法

根据牛顿环受力变形导致干涉图像发生微小变化的特点,提出了一种基于图像处理的牛顿环应力测量方法。首先采用自行设计的可安装在读数显微镜上的CMOS图像采集装置代替人眼作为接收器采集牛顿环图像;然后利用直方图均衡化与高斯高通滤波算法对牛顿环图像进行增强处理,增加其对比度,通过SUSAN算子与霍夫变换有效地对牛顿环图像的边缘不连续圆进行补足处理,对处理的图像做垂直投影,实现在不断施加压力情况下牛顿环半径的测量;最后通过实验验证了应用牛顿环应力变形图像测玻璃体应力的可行性,应用图像处理测得透镜曲率半径的相对误差缩小到0.2%~6.5%范围内,测得应力的相对误差缩小到0.7%~9.9%范围内,应用图像处理测量玻璃体应力,误差减小且方便。

视频激光干涉牛顿环中心的实时提取技术

介绍了利用视频技术检测激光束牛顿环中心的方法,为准直应用提供了参考。实验表明,快速Hough变换可以获取理想的检测结果。

基于对称相关的牛顿环参数自动测量

根据牛顿环的对称性特点,提出一种牛顿环参数自动检测方法。首先对采集到的牛顿环干涉条纹进行对比度增强处理,提高条纹对比度;根据牛顿环的对称性,使用互相关方法确定牛顿环中心;计算通过牛顿环中心直径上的灰度极小值位置,确定各级暗环的直径,计算出牛顿环的参数。使用本方法对曲率半径为855.1mm的平凸透镜进行了实验验证,选取沿水平方向及45°方向进行计算,沿水平方向和45°方向得到平凸透镜的曲率半径分别为851.9、861.9 mm,相对误差为0.37%、0.80%。