一、牛顿环实验数据处理的最佳方法（论文文献综述）
张庆春,赵瑛,刘艳,范晓东,解玉鹏[1]（2021）在《基于R软件的牛顿环实验数据的回归分析》文中研究说明大学物理实验在处理数据的过程中经常需要用到统计学的方法,R软件作为一款专业的统计软件在大学物理实验中的应用还比较少,本文以牛顿环实验为例,介绍R软件如何处理牛顿环中出现的线性回归问题。为我们展示了R软件在处理大学物理实验中的统计学问题的优势。为我们分析大学物理实验的统计学问题提供了一种新的处理方法。
朱楠,段嗣妍,张学智,丁双红[2]（2020）在《牛顿环实验数据处理——应用误差估算和不确定度评定两种评价体系》文中研究说明应用逐差法处理实验数据,可以充分利用测量数据,减小误差,提高实验数据的精确性。因此,逐差法在物理实验中被广泛采用。本文以牛顿环实验为例,在逐差法的基础上,利用误差处理和不确定度估算两种评定方法进行数据分析和处理,比较和探讨了两种评价体系对实验结果的影响,从而帮助实验工作者在数据处理中更好地理解和应用这两种评价方法。
冯明春,王玉杰[3]（2019）在《牛顿环实验的MATLAB仿真及分析研究》文中提出首先分析了牛顿环干涉原理,并根据干涉原理然后对牛顿环进行了MATLAB软件仿真。仿真结果表明,基于MATLAB的牛顿环实验仿真教学具有一定的可行性,可以展示不同参数对牛顿环干涉图形的影响效果,更加直观形象化。最后再结合具体实验数据,求得凸透镜曲率半径,并分析讨论了曲率半径的不确定度。
韩湖斌[4]（2019）在《应力校准的平凸透镜曲率半径测量方法研究》文中进行了进一步梳理牛顿环是典型的等厚干涉现象,其基本应用之一是测量平凸透镜的曲率半径,但由于牛顿环装置中的平凸透镜和光学平板玻璃之间应力的存在,导致平凸透镜曲率半径的测量误差偏大。本文针对以上问题,一是提出并设计了一种基于手机观测的牛顿环图像观察测量系统,以解决长时间人工观察读数显微镜容易导致眼部疲劳的问题,通过比较该观察测量系统的测量结果和人工测量方法的测量结果,实验结果证明该观察测量系统观察图像清晰直观方便,可以起到减小测量误差的作用;二是在理论上,以接触力学为基础,利用牛顿环接触应力变形导致的牛顿环干涉图样中心暗斑的微小变化,提出了一种基于接触力学的牛顿环中心应力测量方法。理论推导出牛顿环中心应力与牛顿环中心暗斑之间的变换关系,利用牛顿环仪加压装置,实验研究了施加应力与中心暗斑的变换关系,通过理论分析与实验测量研究,证明了用接触力学方法通过测量牛顿环中心暗斑的大小测量牛顿环中心应力的可行性,并与基于平板理论测量牛顿环应力的方法结果进行了比较,该应力测量方法在应力大于13N时,其应力测量结果的相对误差小于2.8%;三是针对牛顿环测量装置中平凸透镜和光学平板玻璃之间应力导致的测量误差偏大问题,提出了一种基于应力校准的平凸透镜曲率半径测量方法,通过实验标定应力与透镜曲率半径之间的关系,通过数据拟合得到透镜曲率半径和牛顿环中心应力之间的拟合函数关系式,将拟合公式用于校准测量不同应力情况下的透镜曲率半径,从而消除或减小应力对测量结果的影响,并通过实验验证,在中心应力1～206N的范围内,通过应力校准,实验测量的平凸透镜曲率半径校准测量结果与平凸透镜曲率半径标称值的相对误差小于1.9%,证实了该方法的可行性;四是研究了通过图像处理方法实现牛顿环自动测量,编写了基于MFC的CMOS摄像头监控与拍照的应用程序,用CMOS摄像头拍摄牛顿环光干涉图像并进行图像处理,测出牛顿环干涉图像中心暗斑半径,实现平凸透镜曲率半径的自动校准测量,并通过实验验证,多次重复实验,实验校准结果与平凸透镜曲率半径标称值的相对误差小于1.7%,证实了该自动校准测量应用程序具有实用价值。
冯小强[5]（2018）在《光学玻璃力学特性的光学测量方法研究》文中研究指明针对现有光学玻璃力学特性测量方法存在的测量周期长、耗材大、易损损坏和难以测量小样品等问题,提出了基于光干涉法测量小样品光学平板玻璃弯曲刚度、弹性模量和泊松比等力学量的光学测量方法。应用平板理论和牛顿环原理推导了光学平板玻璃弯曲刚度、弹性模量和泊松比与牛顿环干涉图像之间的解析公式,通过自行设计的牛顿环应力测量装置测量了光学平板玻璃的应力及对应的牛顿环干涉图像中心黑斑的半径。实验结果显示:测得的弯曲刚度数据,在应力29.02N-38.66N范围内,测量相对误差不超过±6.9%;在应力16.07N～29.02N范围内,测量相对误差不超过±11%。弹性模量在应力30.90 N的时候相对误差为-2.8%。泊松比在应力为35.58N时相对误差为9.4%。理论及实验结果证明了通过牛顿环测量光学平板玻璃的弯曲刚度、弹性模量和泊松比等力学量的测量方法的可行性。在实验研究的基础上,基于本课题组先前的研究成果,设计了基于MFC的CMOS摄像头监控与拍照的界面程序,通过CMOS摄像头拍摄获取牛顿环光干涉图像,同时针对拍摄到的图像提出了一种牛顿环光干涉图像中心黑斑识别的方法。本论文主要研究工作如下:一是根据现有牛顿环装置光学平板玻璃与平凸透镜之间的受力特点,结合当前微型应力传感器的外形尺寸,提出了翻转牛顿环测量模型,同时设计并加工出可以准确测量中心应力的改造牛顿环加压装置;二是根据平凸透镜和光学平板玻璃之间的受力特点,基于平板理论和牛顿环光干涉原理,理论推导出光学玻璃力学特性弯曲刚度、弹性模量和泊松比与牛顿环干涉图像之间的理论公式;三是根据理论公式,在加工制作好的实验平台上通过大量实验测量牛顿环光干涉图像在不同应力下中心黑斑的半径,将测量结果带入理论公式进行计算,并将实验测量得到的结果与标称值进行对比验证理论的正确性;四是基于MFC设计了 CMOS摄像头监控与拍照的界面程序;五是基于自行设计的图像采集装置和编写的摄像头监控和拍照程序采集了牛顿环光干涉图像,通过图像处理方法识别牛顿环光干涉图像中心黑斑并进行相关计算。
曹佳妍,顾菊观,苏婷燕[6]（2015）在《牛顿环实验最佳方法的对比》文中指出牛顿环干涉实验是大学物理实验的一个基本实验,基于学者提出的逐差法计算方法,本文比较了两种逐差方法,运用Mathematics软件进行数据处理,得到牛顿环实验的最佳测量方法、最佳计算方法和最佳处理方法.利用计算机对实验数据进行处理的方法,既培养了学生的计算机应用能力,又为实验数据处理提供了方便,简化了大量烦琐的计算.
曹佳妍,顾菊观,苏婷燕[7]（2014）在《牛顿环最佳测量环数的探讨》文中指出牛顿环实验中确定最佳测量环数是实验和计算的一个重要方面,本文首先确定实验要求的相对误差,然后运用误差理论得到最佳测量环数,其结果与文献采用的方法相一致。该方法的结果是简化测量和计算工作量的有效方法。
薛红[8]（2013）在《基于CCD成像技术的牛顿环实验研究》文中进行了进一步梳理利用CCD成像测量技术,对牛顿环的定域和非定域干涉图像进行采集,建立在线测量系统,根据数字图像处理的相关理论进行分析处理并得出测量结果.这种基于CCD成像技术的牛顿环实验测量方案,避免了在检测过程中由于许多人为因素影响而造成的对测量结果准确性的影响,具有很强的理论性和实用性.
陈志歆,李斌[9]（2013）在《基于Matlab GUI的牛顿环仿真课件制作》文中研究指明利用Matlab GUI制作牛顿环仿真课件,集成多种功能,可模拟牛顿环随入射光波长、透镜曲率半径、介质薄膜厚度和介质折射率改变而变化。统一理论和实验教学,使用真实光谱,实现入射波长连续变化,三维展示光强分布。可定量测量,自动读取、显示和保存数据。集成数据处理功能,以最小二乘法拟合作图和逐差法处理数据。
左安友,吴胜宝,朱瑜[10]（2013）在《提高牛顿环测平凸透镜曲率半径精度的方法对比研究》文中研究表明以实验为基础,采用三种测量方法采集数据,运用逐差法、加权平均法处理数据.用不同数据处理方法处理同一组数据,比较精度得到最佳数据处理方法;用最佳数据处理方法处理不同测量方法得到的数据,比较精度得到最佳数据采集方法.从而得到精度最高的数据采集、处理方法.通过实验数据分析了暗环环数之差对相对不确定度的影响.综合诸因素,对干涉暗环的合适环数展开了研究.也对逐差法、加权平均法的适用性进行了讨论.
二、牛顿环实验数据处理的最佳方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、牛顿环实验数据处理的最佳方法（论文提纲范文）
（3）牛顿环实验的MATLAB仿真及分析研究（论文提纲范文）
| 1 实验装置 |
| 2 干涉原理 |
| 3 MATLAB仿真 |
| 3.1 曲率半径对牛顿环干涉的影响 |
| 3.2 入射光波长对牛顿环干涉的影响 |
| 3.3 透镜移动对牛顿环干涉的影响 |
| 4 实验分析 |
| 5 结 论 |
（4）应力校准的平凸透镜曲率半径测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 牛顿环研究进展 |
| 1.2 牛顿环平凸透镜曲率半径的测量方法 |
| 1.3 牛顿环平凸透镜曲率半径自动化测量的相关研究 |
| 1.4 自动校准测量曲率半径的研究意义和技术路线 |
| 2 牛顿环形变力学模型建立 |
| 2.1 牛顿环中心存在的应力及形变分析 |
| 2.1.1 平凸透镜自身的形变 |
| 2.1.2 平板玻璃的挠度变化 |
| 2.2 牛顿环变形力学模型的建立 |
| 2.3 平凸透镜曲率半径与应力公式推导 |
| 2.4 总结 |
| 3 基于应力校准的平凸透镜曲率半径的测量原理 |
| 3.1 实验观测平台搭建 |
| 3.1.1 应用背景 |
| 3.1.2 测量装置简介 |
| 3.1.3 装置搭建 |
| 3.1.4 应用观测平台的实验研究 |
| 3.2 基于接触力学的牛顿环中心应力测量方法研究 |
| 3.2.1 牛顿环中心应力测量方法 |
| 3.2.2 基于接触力学的牛顿环中心应力理论公式推导 |
| 3.2.3 牛顿环中心应力测量实验研究 |
| 3.2.4 基于接触力学的中心应力测量方法与相关牛顿环应力测量方法比较 |
| 3.3 基于应力校准的平凸透镜曲率半径测量方法研究 |
| 3.3.1 通过应力校准平凸透镜曲率半径测量公式 |
| 3.3.2 最小二乘法拟合 |
| 3.3.3 应力拟合平凸透镜曲率半径测量公式 |
| 3.3.4 数据拟合矩阵 |
| 3.4 平凸透镜曲率半径自动校准测量 |
| 4 应用应力校准实现自动校准测量曲率半径的实验研究 |
| 4.1 牛顿环光干涉图像采集测量系统设计 |
| 4.2 摄像头监控固定装置 |
| 4.3 基于MFC软件监控界面下OpenCV的图像处理的应用程序实现 |
| 4.4 牛顿环平凸透镜曲率半径的校准测量算法实现原理 |
| 4.4.1 牛顿环中心暗斑半径的算法分析 |
| 4.4.2 牛顿环中心应力的自动测量实现 |
| 4.4.3 牛顿环平凸透镜曲率半径的校准测量算法实现原理 |
| 4.5 牛顿环平凸透镜曲率半径的实验校准测量研究 |
| 4.6 实验结果及分析 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）光学玻璃力学特性的光学测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 光学玻璃力学特性现有测量方法 |
| 1.1.1 光学玻璃弯曲刚度现有的测量方法 |
| 1.1.2 光学玻璃弹性模量现有的测量方法 |
| 1.1.3 光学玻璃泊松比现有的测量方法 |
| 1.2 牛顿环研究进展 |
| 1.2.1 牛顿环数据处理 |
| 1.2.2 牛顿环图像处理 |
| 1.2.3 牛顿环自动测量系统 |
| 1.2.4 牛顿环实验拓展应用 |
| 1.3 光学测量相关研究 |
| 1.4 光学玻璃力学特性的研究意义和技术路线 |
| 2 牛顿环应力测量系统搭建 |
| 2.1 微型应力传感器简介 |
| 2.1.1 微型应力传感器参数说明 |
| 2.1.2 微型应力传感器工作原理简述 |
| 2.1.3 高精度应力显示器简述 |
| 2.2 牛顿环仪模型和结构改造 |
| 3 应用牛顿环测量光学玻璃力学特性量的测量原理 |
| 3.1 牛顿环实验原理 |
| 3.2 改进牛顿环结构平凸透镜和平板玻璃之间的受力分析 |
| 3.3 小挠度弹性薄板理论 |
| 3.3.1 小扰度薄板理论的研究对象及基本假设 |
| 3.3.2 侧向载荷下小扰度薄板理论推导 |
| 3.3.3 周边简支、集中力作用下的小扰度圆板 |
| 3.4 基于小扰度薄板理论的光学玻璃力学特性公式推导 |
| 3.4.1 光学平板玻璃弯曲刚度公式推导 |
| 3.4.2 光学平板玻璃弹性模量公式推导 |
| 3.4.3 光学平板玻璃泊松比公式推导 |
| 4 应用牛顿环测量光学玻璃力学特性量的实验研究 |
| 4.1 光学玻璃力学特性测量实验设备的选取 |
| 4.2 光学玻璃力学特性测量实验平台的搭建 |
| 4.3 光学玻璃力学特性测量的实验过程 |
| 4.3.1 光学玻璃力学特性测量的实验步骤 |
| 4.3.2 光学玻璃力学特性测量的实验数据 |
| 4.3.3 光学玻璃力学特性测量的实验数据分析 |
| 4.4 摄像头监控与拍照的MFC软件设计 |
| 4.5 牛顿环光干涉图像中心黑斑的识别 |
| 4.5.1 图像尺寸调整 |
| 4.5.2 图像平滑 |
| 4.5.3 图像灰度化 |
| 4.5.4 图像二值化 |
| 4.5.5 霍夫圆检测 |
| 4.5.6 牛顿环中心黑斑识别方法 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）牛顿环实验最佳方法的对比（论文提纲范文）
| 1 直径逐差后平均法 |
| 2 直径平均后逐差法 |
| 3 数据拟合 |
| 4 结语 |
（7）牛顿环最佳测量环数的探讨（论文提纲范文）
| 1 测量叉丝位置要求 |
| 2 实验确定最佳环数 |
| 3 理论分析确定最佳环数 |
| 3 结论 |
（8）基于CCD成像技术的牛顿环实验研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 实验装置 |
| 2 实验原理 |
| 2.1 相干函数 |
| 2.2 实时成像检测原理 |
| 2.3 牛顿环图样分析 |
| 3 结语 |
（9）基于Matlab GUI的牛顿环仿真课件制作（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 牛顿环等厚干涉原理 |
| 3 基于GUI的课件制作 |
| 3.1 设计目标、结构及功能 |
| 3.2 制作思路及步骤 |
| 4 实验仿真功能 |
| 5 模拟测量功能 |
| 6 数据处理功能 |
| 6.1 数据导入 |
| 6.2 数据处理 |
| 7 结束语 |
（10）提高牛顿环测平凸透镜曲率半径精度的方法对比研究（论文提纲范文）
| 1 牛顿环测平凸透镜曲率半径实验原理 |
| 2 研究使用的基本方法简介 |
| 2.1 数据测量方法介绍 |
| 1) 叉丝竖线切环法[5]: |
| 2) 叉丝交点对准法一[6]: |
| 3) 叉丝交点对准法二: |
| 2.2 误差理论及数据处理方法 |
| 3 实验操作流程 |
| 4 数据采集与整理 |
| 4.1 实验数据采集 |
| 4.2 数据整理与计算 |
| 4.2.1 叉丝竖线切环法实验数据整理与计算 |
| 4.2.2 叉丝交点对准法一实验数据整理与计算 |
| 4.2.3 叉丝交点对准法二实验数据整理与计算 |
| 5 计算结果分析 |
| 5.1 各个计算结果的相对不确定度及不确定度的比较 |
| 1) 叉丝竖线切环法: |
| 2) 叉丝交点对准法一 (叉丝竖线竖直) : |
| 3) 叉丝交点对准法二 (叉丝竖线倾斜) : |
| 5.2 分析暗环环数之差m对相对不确定度的影响 |
| 6 结论 |
四、牛顿环实验数据处理的最佳方法（论文参考文献）
- [1]基于R软件的牛顿环实验数据的回归分析[J]. 张庆春,赵瑛,刘艳,范晓东,解玉鹏. 大学物理实验, 2021(06)
- [2]牛顿环实验数据处理——应用误差估算和不确定度评定两种评价体系[J]. 朱楠,段嗣妍,张学智,丁双红. 大学物理实验, 2020(02)
- [3]牛顿环实验的MATLAB仿真及分析研究[J]. 冯明春,王玉杰. 大学物理实验, 2019(05)
- [4]应力校准的平凸透镜曲率半径测量方法研究[D]. 韩湖斌. 西安科技大学, 2019(01)
- [5]光学玻璃力学特性的光学测量方法研究[D]. 冯小强. 西安科技大学, 2018(12)
- [6]牛顿环实验最佳方法的对比[J]. 曹佳妍,顾菊观,苏婷燕. 物理与工程, 2015(04)
- [7]牛顿环最佳测量环数的探讨[J]. 曹佳妍,顾菊观,苏婷燕. 大学物理实验, 2014(04)
- [8]基于CCD成像技术的牛顿环实验研究[J]. 薛红. 渭南师范学院学报, 2013(09)
- [9]基于Matlab GUI的牛顿环仿真课件制作[J]. 陈志歆,李斌. 实验科学与技术, 2013(04)
- [10]提高牛顿环测平凸透镜曲率半径精度的方法对比研究[J]. 左安友,吴胜宝,朱瑜. 湖北民族学院学报(自然科学版), 2013(01)