物理实验牛顿环思考题

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1、一、等厚干涉的特征等厚干涉是因为平行光入射到厚度有变化的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹.薄膜厚度相同的地方形成相同级数的明暗干涉条纹，故称等厚干涉。条纹特点是对于劈尖干涉，条纹是明暗相间的平行的等间距的干涉条纹。对于牛顿环，干涉条纹则是不等间距的环状条纹。二、测量波长的方法1、衍射光栅测波长按照光樣衍射理论，衍射光谙中明条纹的位置由下式决定：或：（）（1.3—1）式中：d=称为光栅常数，入为人射光波长，k为明条纹（光谙线）级数，（pk为K级明条纹的衍射角。（参看图1.3—1K如果人射光不是单色光，则由式（1.3-1）可以看出，光的波长不同其衍射角（pk也各不相同，于是复色光将被分解。而在

2、中央k=0，（pk=O处，•&色光仍重叠在一起，组成中央明条纹，在中央明条纹两侧对称分布着k=l、2，，,，级光谙，各级光谙线都按波长大小的顺序侬次排列成一组彩色谱线，这样就把复色光分解为单色光（如图1.3—1）人射允—H9J糸坎

3、

4、■央明访®—W明#相:尺番一I[«lo-i光撕衍MJtw祐am如果已知光棚常数d，用分光计测出k级光谐中某一明条纹的衍射角（pk，按（13—1）即可算出该明条纹所应的单色光的被长入。2、双棱镜测波长图2双棱镜B外形结构设代表两虚光源么和人间的距离，D为虚光源所在的平而（近似地在光源狭缝S的平面内）至观察屏Q的距离，且«d,任意两条相邻的亮（或暗）条纹间的距离

5、为则实验所用光波波长A可由下式表示：（根据形成明、暗条纹的条件，当光程差为半波长的偶数倍时产生明条纹，当光程差为半波长的奇数倍时产生暗条纹）A=-Ax（1）D上式表明，只要测出D和Ax,就可算出光波波长。3、驻波法测波长微波喇叭既能接收微波，同时它也会反射微波，因此发，发射器发射的微波在发射喇叭和接收喇叭之间来回反射，振幅逐渐减小。当发射源距接收检波点之间的踣离等于nA/2时（11为整数，入为波长），经多次反射的微波与最初发射的波同相，此时信号振幃最大，电流表读数最大。A△^7=一2上式中的zW表示发射器不动时接收器移动的踎离，N为出现接收到信号幅度最大值的次数。4、牛顿环测波长牛顿环实

6、验测光波波长，当知道球面的曲率半径时可根据公式*=（r2m-r2n）/（m-n）R算出。5、分光计测光波波长1）分光计铡量光波波长今染十UJt杀rr人射钊允杨U.4-组叫睹M!间的条纹.fef?如阵1所H4.!（:★朗相帘怳射I-极九下式决定:式屮：d:吃昧常的e,frj射角O：土极大级次dsin0=mAd=n+b(9—1)式中：d:光栅常数d=a+b0:衍射角m：主极大级次m=0，士1,士2dsm川此式称光栅方程由（9—1）式得：(9—2)由此可以看出：只变测出任意级次的某一条光谱线的衍射角，即可计算出该光波长。5、迈克尔逊干涉仪测光波波长假没动镜位置D,上，现移动M2的位贺，同时观察

7、并计算屮心亮条纹Hili或收进的数目，当吣移至位置仏时，相应地冒出或收进的亮条纹数冃N。就右：n~=

8、d2-d牛顿如何发明牛顿环一种光的干涉图样.是牛顿在1675年首先观察到的.将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相间的同心圆环.圆环分布是中间疏、边缘密，圆心在接触点0.从反射光看到的牛顿环中心是暗的，从透射光看到的牛顿环中心是明的.若用白光入射.将观察到彩色圆环.牛顿环是典型的等厚薄膜干涉.凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个厚度均匀变化的圆尖劈形空气簿膜，当平行光垂直射向平凸透镜时，从尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加

9、而产生干涉.同一半径的阙环处空气膜厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因此使干涉阁样呈圆环状.这种由同一厚度薄膜产生同一干涉条纹的干涉称作等厚干涉.牛顿在光学中的一项重要发现就是"牛顿环"。这是他在进一步考察胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩问题时提出来的。