大面积肥皂沫干涉的研究及现象分析.pptVIP

薄膜干涉的实验方案 实验目的 1、研究肥皂膜在不同光源照射下的现象。 2、掌握用计算机软件来处理数据的方法。 实验内容 1、调节光路，把氦氖激光器、扩束镜、准直筒、光屏、铁架台一次摆好，让氦氖激光器对准扩束镜，使光屏在镜后能够承接到像，再经过准直筒使光线在一条直线上。用光屏找到光的位置。 2、制备肥皂液膜与铁丝圈，按上述方法将洗衣粉和甘油按比例混合而成，进行搅拌，待溶液冷却后使用。用不同粗细的铁丝制成内径不同的铁丝圈，注意铁丝圈最好平整光滑。 3、把制好的不同铁丝圈放进溶液中开始拉膜，比较哪一个的持续时间更久，并用肉眼先观察液膜在不同灯光下的干涉现象。 4、把液膜放在读数显微镜下，找出干涉条纹，并读出条纹间的间距，或者用照相机记录下干涉时的照片，然后再用matlab进行处理。 5、分析处理实验数据。 数据处理 1.处理思路 由铁丝圈在制好的肥皂液中拉出一个肥皂薄膜，找出干涉条纹，然后拿照相机拍下这个图片。在图片中找出一个较好的图，用计算机软件进行处理，在matlab中用程序把图像输入，并经过软件导出数据。把数据存入Excel中，算出每一行的平均值，再用物理知识算出条纹的间距和条纹宽度。把算出的数值与理论值相比较，如果误差较小，则可以说明数据是正确的，如果误差较大，或者计算不出来条纹的宽度或者条纹的间距，则需要重新开始计算，重新选择图片、导出数据、计算，直到计算出的数值和理论值相差较小为止。 2、处理过程 以下是由matlab导出的数据，经过excel处理画出的图像。 3、数据计算 200~250（表示橙色条纹在200~250变化，是一个灰度范围） 上图的数据可以分为三部分计算：第一部分条纹，第二部分间距,第三部分条纹。此为橙色条纹。波长为600nm~630nm. 第一部分：计算条纹宽度是最大值与最小值的差为： 225.7272727-225.3181818=0.4090909cm。 第二部分：计算条纹间距为： 224.8181818-224.6363636）*像素的算数平方根*1=629.8367203nm。 第三部分：计算条纹宽度是最大值与最小值的差为： 226.7272727-226.1818182=0.5454545cm。 第一组数据计算完毕。 误差分析：将波长带入式中与实验值比较。 150~200（表示蓝色条纹在200~250变化，是一个灰度范围） 上图中中的数据可以分为三部分：第一部分条纹，第二部分间距,第三部分条纹。此为橙色条纹。波长为600nm~630nm. 第一部分：计算条纹宽度是最大值与最小值的差为： 225.7272727-225.3181818=0.4090909cm。 第二部分：计算条纹间距为： （224.8181818-224.6363636）*像素的算数平方根*1=629.8367203nm 第三部分：计算条纹宽度是最大值与最小值的差为： 226.7272727-226.1818182=0.5454545cm。 第一组数据计算完毕。 误差分析：将波长带入式中与实验值比较。 150左右（表示紫色条纹在200~250变化，是一个灰度范围） 上图中中的数据可以分为三部分：第一部分条纹，第二部分间距,第三部分条纹。此为紫色条纹。波长范围为：380nm~420nm 第一部分：计算条纹宽度是最大值与最小值的差为： 152-151.1363636=0.8636364cm。 第二部分：计算条纹间距为： (150.6363636-150.3636364)*像素的算数平方根*1=944.754734nm 第三部分：计算条纹宽度是最大值与最小值的差为： 152-151=1cm。 第三组数据计算完毕。 误差分析:将波长带入式中与试验值比较 实验结论 在老师的指导下，实验相对来说做的比较成功，数据处理方面存在着缺陷，没有进行很好的误差分析。这是在以后需要避免的。 Company Logo LOGO 指导教师：许忠宇 大面积肥皂膜干涉的研究及现象分析 班级：2008级（1）班 学生：徐云 学号：2008010288 肥皂膜的几何特点及干涉情况 让铁丝框从肥皂液中拉出一个肥皂薄膜，由于有重力作用,开始平行的液膜成了一个梯形液膜, 如图1所示，竖直放置的肥皂膜由于自身重力的作用，其截面为楔形，不再是厚度相等的形状了，而是从上至下厚度依次增加，那么相对于光线照到厚度相同的液面上，情况就大大不同了。这时，会看到一条入射光照到液膜的前表面上，发生反射（反射光线a）和折射（折射光线b），折射光线b再射到后表面上再次发生反射和折射，反射光线再经前表面折射出来与反射光线a相