牛顿环原理是什么?

风险报酬2023-02-02  28

牛顿环,又称“牛顿圈”。在光学上,牛顿环是一个薄膜干涉现象。

光的一种干涉图样,是一些明暗相间的同心圆环。例如用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触,在日光下或用白光照射时,可以看到接触点为一暗点,其周围为一些明暗相间的彩色圆环;而用单色光照射时,则表现为一些明暗相间的单色圆圈。

这些圆圈的距离不等,随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。它们是由球面上和平面上反射的光线相互干涉而形成的干涉条纹。

牛顿环实验

牛顿环实验是这样的:取来两块玻璃体,一块是14英尺望远镜用的平凸镜,另一块是50英尺左右望远镜用的大型双凸透镜。在双凸透镜上放上平凸镜,使其平面向下,当把玻璃体互相压紧时,就会在围绕着接触点的周围出现各种颜色,形成色环。

于是这些颜色又在圆环中心相继消失。在压紧玻璃体时,在别的颜色中心最后现出的颜色,初次出现时看起来像是一个从周边到中心几乎均匀的色环,再压紧玻璃体时,这色环会逐渐变宽,直到新的颜色在其中心现出。

如此继续下去,第三、第四、第五种以及跟着的别种颜色不断在中心现出,并成为包在最内层颜色外面的一组色环,最后一种颜色是黑点。

反之,如果抬起上面的玻璃体,使其离开下面的透镜,色环的直径就会偏小,其周边宽度则增大,直到其颜色陆续到达中心,后来它们的宽度变得相当大,就比以前更容易认出和训别它们的颜色了。

牛顿环实验步骤:

接通钠光源,预热5分钟后,使读数显微镜物镜对准牛顿环的中央部分。

调节读数显微镜,看到清楚的明暗条纹,且条纹与叉丝无视差。

将牛顿环调整在量程范围内,然后用右手反转副齿轮,将十字叉丝移到右35暗环时再用右手正转,使叉丝开始向左推进,直到纵丝压到第30暗环环纹中央,...

继续转动副齿轮,使纵丝经过牛顿环中心暗斑到另一方,对准第10~30环,依次记下相应的标度X10,, X15,, X20,, X25,, X3...

算出相应的暗环直径,再计算R20-10, R25-15, R30-20,最后算出R即可。


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