有关牛顿环的几个问题的讨论刘桂苏
作者:孙作江
来源:《读写算》2010年第32陈鸿鹄期
牛顿环是中学物理和大学物理的重要内容。其实验装置、原理及现象简洁而有说服力,是波动光学的重要实验之一。为了加深对这部分内容的理解,下面笔者就实验中的几个常见问题作进一步的讨论,供大家参考。 一、装置及现象
刘子蔚>绝密武器电影图1 图2
如图1所示,是牛顿环实验的装置图。如图2所示,是实验的现象的条纹分布图,条纹集中在牛顿环仪的中心部位处……。这些条纹是空气层的上、下表面的反射光线干涉所形成的,其明暗纹公式为: 明环半径:;
暗环半径:
二、问题及讨论
行政处罚法第27条
实验中常见的问题有:①干涉条纹外密内疏或者内有外无,为什么?②为什么干涉层是空气层而不是玻璃层?③玻璃层的边沿很薄,为什么这里的上、下两面的反射光不能形成干涉条纹? 要回答这些问题,必需要搞清形成可分辩条纹的两个条件:乳糖酸阿奇霉素
①干涉层的厚度不能太大。相干光的光程差不能超过干涉光波的相干长度,而一般光源的光线(实验中常用光源是钠光灯)相干长度是很小的,所以要求干涉层的厚度不能太大。
②干涉层的劈尖角不能太大。牛顿环干涉是等厚干涉,要形成可分辩条纹分布,相邻条纹间距不能太小,而相邻条纹的厚度差(光程差)是一定的,这就要求牛顿环仪中的干涉层的劈尖角不能太大。
现在来回答上面提到的问题。
问题①:主要是条件②方面的原因造成。如图1所示,这种牛顿环仪的特点是内部(中心)干涉层的劈尖角小,外部的干涉层的劈尖角大。当干涉层的劈尖角大到一定程度时,干涉条纹会太密集而无法分辩。干涉条纹外密内疏也可以通过明暗纹公式的推算来说明(略)。干涉条纹内有外无的另一方面原因是由于条件①造成。如图1所示,这种牛顿环仪的特点是内部(中心)的干涉层厚度小,外部的干涉层的厚度大。当干涉层的厚度大到相干长度时,干涉条纹会消失。