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2013年第 1期物理通报教育技术应用

C语言和 Origin7．5软件在实验中的应用

— — 以牛顿环测纯水折射率为例

谭亮高雄健仇志天徐露露张艳春周桂云

(浙江海洋学院浙江舟山 316000)

(收稿日期：2O12一O4一l6)

摘要：介绍了用逐差法和作图法两种拟合方法处理牛顿环测水的折射率．利用 C语言编程和 Origin7．5软件

实现了对实验数据的绘图、更新、线性拟合等处理，获得可靠的试验参数及直观的图形，使复杂的数据处理变得简

单、精确，并对两种方法进行对比．

关键词：牛顿环纯水折射率 Origin7．5 软件 C语言编程对比

(包括三爪式透镜夹和固定滑座)，纯净水．

1 引言

3 实验原理

折射率是介质的一个基本参数，是研究不同介

质及其他光学性质的基础．对于同一介质，不同波长平凸透镜式牛顿环仪，其原理如图 1(a)所示．

对应不同的折射率，对液体来说不同成份，折射率不在一块平面玻璃上安放一焦距很大的平凸透镜，使

同．空气折射率与气压、温度、湿度以及大气成分有

其凸面与平面相接触，在接触点附近就形成一层空

关，并且有同波长的空气折射率也不同．因此对于不

气膜．当用一平行的准单色光垂直照射时，在空气膜

同的物质，折射率的测量方法有所不同．今介绍利用

上表面反射的光束和下表面反射的光束在膜上表面

牛顿环进行测量．牛顿环是一个薄膜干涉现象，光的

相遇相干，形成以接触点为中心的明暗相间的同心

一种干涉图样，是一些明暗相间的同心圆环．实验

圆环状干涉，称为牛顿环，其示意图如图1(b)所示．

通过牛顿环取得空气与水折射率与牛顿环干涉图样

的关系公式，进而得到空气与水折射率的关系公式，

计算水的折射率 ]．针对物理实验普遍数据处理繁

琐，手动计算非常耗费精力的情况下，通常采用计算

机技术处理实验数据．常见的数据处理方法有 C语

言、Excel以及 Origin7．5作图软件等．这三种处理

方式C语言处理数据有编程量大的弊端；Excel可以

系统方便地计算大量数据，但是对非线性系统处理 (a)牛仪原理图 (b)牛日环J司心条纹l司距

有局限性；Origin7．5作图软件则擅长各种图形处图 1

理，方便直观 ]．如果已知入射光波长，并测得第 k级暗环的半

径 r，则可求得透镜的曲率半径 R．但实际测量时，

2 实验仪器

由于透镜和平面玻璃接触时，接触点有压力产生形

JCD3型读数显微镜，牛顿环，钠光灯，凸透镜

变或有微尘产生附加光程差，使得干涉条纹的圆心

作者简介：谭亮(1991一 )，男，环境科学专业本科生．

张艳春(1955一 )，女，高级实验师，研究方向：电子工程信息

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