文档介绍：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
案例用牛顿环测定透镜的曲率半径
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。
实验设备
计算机、VB语言
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。
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。
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。
操作说明
①Form3是一个保护界面,主要是为了防止别人进去,mand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。
②mand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;mand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。
保护界面
(2)开始界面
(3)计算主界面