Нижегородский государственный

Нижегородский государственный
технический университет им. Р.Е. Алексеева
Кафедра «Физика и техника оптической связи»
Отчет по лабораторной работе № 3-41
«Интерференция света.
Наблюдение колец Ньютона в установке с лазером»
(Рабочая тетрадь для студентов очной формы обучения)
Выполнил:
студент группы
_________________
_________________
Проверил:
__________________
__________________
г. Нижний Новгород
20___ г.
1 Цель работы:
2 Экспериментальная часть
Экспериментальная оптическая схема установки.
4
3
d
5
2
1
r

F
L
L1
r'
1−
2−
3−
4−
5−
6−
2
6
Ход лучей в системе «линза-пластинка». Основные рабочие формулы.
Исходные данные и табличные величины:
λ = 632 нм
Обработка результатов измерений
Измеряем радиусы темных колец на экране r (не менее 7 колец) в трех
различных направлениях. Определяем среднее значения радиусов по формуле:
r  r  r
rn  In IIn IIIn ,
3
где I, II и III − номер направления, а n − номер кольца.
Затем, считая расстояния L и L1 примерно одинаковыми, вычисляем радиусы колец r
на линзе:
L
.
rn  rn
L1  L
r1 =
, r1 =
3
r =
, r =
r =
, r =
r =
, r =
r =
, r =
r =
, r =
r =
, r =
Результаты измерений и расчетов заносим в таблицу 1.
Таблица 1
№
кольца
r1 , мм
r2 , мм
r3 , мм
r  , мм
r , мм
1
2
3
4
5
6
7
Комбинируя
попарно
средние
радиусы
колец,
по
формуле
2
2
 r    rn   rm    rn   rm    rn  
определяем радиус кривизны линзы R (rm и
Rm n  m

 0 m  n 
 0 m  n 
rn радиусы колец с номерами m и n соответственно, причем mn):
R1 =
4
R2 =
R3 =
R4 =
R5 =
R6 =
R7 =
R8 =
R9 =
R10 =
1 10
Находим среднее значение радиуса кривизны линзы  R   Ri :
10 i 1
<R>=
Полученные данные заносим в таблицу 2.
Таблица 2
№
m
n
rm, мм
rn, мм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5
R, м
< R >, м
3 Расчет погрешностей косвенных измерений радиуса кривизны линзы R
Погрешности радиуса кривизны линзы R рассчитываем методом выборок. Все
необходимые для расчетов коэффициенты (, коэффициент Стьюдента tP,N )
определяем из таблиц 1 и 2 в методическом пособии «Методические указания по
статистической обработке результатов измерений в лабораториях физического
практикума».
Проверяем результаты расчетов Ri на промахи. Если Ri   R   S N , то
результат Ri считается промахом, где α =
SN 
,
N
1
Ri   R  2 − выборочное среднее квадратичное отклонение.

N  1 i1
SN =
α SN =
Проверку делаем для двух значений Ri из таблицы результатов Rmin и Rmax:
Rmin   R  
Rmax   R  
Анализируем полученные результаты:
Если промахи не обнаружены, то среднее квадратичное отклонение среднего
S
вычисляем по формуле S R  N :
N
SR =
При наличии промахов, вычисляем новое среднее значение радиуса кривизны линзы
1 N
 R 
 Ri , где N  − число измерений с исключенными промахами:
N  i 1
N =
R =
6
Исключив промахи, определяем новое среднее квадратичное отклонение среднего
N
1
Ri  R 2 :
по формуле S R 

N ( N   1) i 1
S R  
При доверительной вероятности
Р = 95 %,
, tP,N =
N=
R  t p ,N SR
определяем абсолютную погрешность
и полученный результат
округляем по правилам округления погрешностей:
R =
Вычисляем относительную погрешность  R 
R =
R
 100% :
R
Записываем окончательный результат в виде:
R=
;
R =
%,
4 Выводы
7
P=
%;