案例 用牛顿环测定透镜的曲率半径 - 图文

课程设计报告书

广东石油化工学院

程序设计基础

课程设计报告书

题目：用牛顿环测定透镜的曲率半径

院系：化工学院 专业：化学工程与工艺

完成时间：2015年5月10日至2015年6

月10日

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案例 用牛顿环测定透镜的曲率半径

一、实验目的

这是一个亲自动手、独立实践的机会，我们可以结合自己学到的知识，来解决牛顿环复杂的数据，从而锻炼我们分析问题、解决问题的能力，实现学以致用的教学目标。

二、实验设备

计算机、VB语言

三、实验内容

综合运用课程所学的知识，编程解决如何运算牛顿环实验中冗杂的数据处理及计算。

四、实验要求

所解决的问题必须与专业知识结合；分组或自行设计，严禁抄袭。

五、问题描述

通过测定牛顿环的曲率半径，可以更好地了解等厚干涉，因为牛顿环是等厚干涉的一个特例。 六、问题分析

若以波长为λ的平行单色光垂直入射，由空气层上、下亮表面反射的光波将在空气层附近互相干涉，两束光之间的光程差随空气层的厚度而变，空气层厚度相同处反射后的两束光具有相同的光程差，其轨迹是一个圆环。所以干涉条纹是以接触点为中心的一组明暗相间的圆环，称为牛顿环。并运用

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公式：R=（dm^2-dn^2）/4(m-n)λ算出透镜的曲率半径R

七、算法设计

牛顿环是一种等厚干涉现象。

光程差：Δ=2d+λ/2 λ/2 是附加光程差

根据干涉条件，当光程差为波长整数倍时互相加强，为波长奇数倍时互相抵消。

明环：2d+λ/2 =Kλ 暗环：2d+λ/2 =（2K+1）λ/2

简单的算法描述如下： ①求di，di=x1-x2

②R为透镜的曲率半径，又R》d，故d^2可忽略不计，于是有：d=r^2/2R，即d与r的平方成正比

③因为r^2=KRλ，所以，已知单色光的波长λ，测出第K级暗环的r，就可以算出透镜的曲率半径R

④由于半径不易确定，故公式可换成：R=（dm^2-dn^2）/4(m-n)λ，且R只与任意两环的直径平方之差和相应的环数差有关，而与干涉级无关。

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八、操作说明

①Form3

是一个保护界面，主要是为了防止别人进去，运用

了Command控件和Text控件，并且定义静态变量进行计算，多次输入错误，即取消继续的资格，从而保障了资料的安全。

②Form2

运用了Timer控件和Command控件进行对时间的调

控和图片的控制，实现一打开程序，运行就会出现5个图片，使我们对牛顿环干涉有一定的了解，再按下“进行运算”按钮，弹出Form1，实现运算。

③Form1

先运用Text控件实现数据的输入；分别运用Text

中的Lostfocus事件和Gotfocus事件以及Command控件进行对数据的计算，多样的事件运用方式，使得控制不至于单调乏味；再次运用Text控件实现结果的输出。

④Form1

中，为了防止数据的丢失，结合了文件的应用，利

用文件的基本操作，将数据保留到磁盘中。 （1）保护界面

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