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牛頓環

光學中,牛頓環(Newton's rings),也叫做牛顿圈,是一個等厚薄膜干涉現象。將一塊平凸透鏡凸面朝下放在一塊平面透鏡上,將單色直射向凸鏡的平面,可以觀察到一個個明暗相間的圓環條紋。若使用白光,則可以觀察到彩虹狀的圓環彩色條紋。第一個對此現象進行分析的人是英國物理學家艾薩克·牛頓爵士,因而命名為牛頓環。[1]

牛顿环
实验装置:一块凸透镜放在一个平面上方。

牛顿环现象是由平凸透镜下凸面和平面透镜的上平面(即两透镜间的空气薄膜的上下表面)所分别反射的光线产生干涉的结果。光线进入平凸透镜到达凸面进入空气时,一部分在该界面发生反射,另一部分透射后在下方的平面透镜发生反射,并与前一束后一次反射是在空气(光疏介质)—玻璃(光密介质)界面上发生的,反射光发生半波损失而与入射光反相。

牛顿环公式 编辑

 

牛顿环因反射光或投射光而有所不同。公式如下:[2]

平凸透鏡和平面透鏡之間的空間薄膜的距離:

 

當完全相長干涉發生時:

 
 

其中m为非負整数0,1,2,……,即第一光环、第二光环……

反射光的牛顿环的强度分布公式: 

透射光的牛顿环强度分布公式: 

反射光牛顿环中心  ,即中心强度为零,看见黑班。

透射光牛顿环中心  ,可见亮斑。

牛顿环的直径与透镜的半径成正比,透镜半径越大,环也越大。

牛顿环的直径与波长成正比,波长越长,环越大。即红色光的牛顿环大,蓝色光的牛顿环小。

 
反射光下牛顿环随R的变化
 
透射光牛顿环随R的变化
 
反射光牛顿环随波长的变化
 
透射光牛顿环随波长的变化

外部連結 编辑

  1. ^ 藝術與建築索引典-牛頓環[永久失效連結]
  2. ^ Karl Dieter Moeller. Optics 2nd ed. : 110–112. 

牛頓環, 在光學中, newton, rings, 也叫做牛顿圈, 是一個等厚薄膜干涉現象, 將一塊平凸透鏡凸面朝下放在一塊平面透鏡上, 將單色光直射向凸鏡的平面, 可以觀察到一個個明暗相間的圓環條紋, 若使用白光, 則可以觀察到彩虹狀的圓環彩色條紋, 第一個對此現象進行分析的人是英國物理學家艾薩克, 牛頓爵士, 因而命名為, 牛顿环实验装置, 一块凸透镜放在一个平面上方, 牛顿环现象是由平凸透镜下凸面和平面透镜的上平面, 即两透镜间的空气薄膜的上下表面, 所分别反射的光线产生干涉的结果, 光线进入平凸透镜到达凸面. 在光學中 牛頓環 Newton s rings 也叫做牛顿圈 是一個等厚薄膜干涉現象 將一塊平凸透鏡凸面朝下放在一塊平面透鏡上 將單色光直射向凸鏡的平面 可以觀察到一個個明暗相間的圓環條紋 若使用白光 則可以觀察到彩虹狀的圓環彩色條紋 第一個對此現象進行分析的人是英國物理學家艾薩克 牛頓爵士 因而命名為牛頓環 1 牛顿环实验装置 一块凸透镜放在一个平面上方 牛顿环现象是由平凸透镜下凸面和平面透镜的上平面 即两透镜间的空气薄膜的上下表面 所分别反射的光线产生干涉的结果 光线进入平凸透镜到达凸面进入空气时 一部分在该界面发生反射 另一部分透射后在下方的平面透镜发生反射 并与前一束后一次反射是在空气 光疏介质 玻璃 光密介质 界面上发生的 反射光发生半波损失而与入射光反相 牛顿环公式 编辑 nbsp 牛顿环因反射光或投射光而有所不同 公式如下 2 平凸透鏡和平面透鏡之間的空間薄膜的距離 d R R 2 r 2 displaystyle d R sqrt R 2 r 2 nbsp 當完全相長干涉發生時 2 d m 1 2 l displaystyle 2d m frac 1 2 lambda nbsp r m 1 2 l R displaystyle r sqrt m frac 1 2 lambda R nbsp 其中m为非負整数0 1 2 即第一光环 第二光环 反射光的牛顿环的强度分布公式 I r sin 2 p R R 2 r 2 l 2 displaystyle Ir sin frac 2 pi R sqrt R 2 r 2 lambda 2 nbsp 透射光的牛顿环强度分布公式 I t cos 2 p R R 2 r 2 l 2 displaystyle It cos frac 2 pi R sqrt R 2 r 2 lambda 2 nbsp 反射光牛顿环中心r 0 displaystyle r 0 nbsp I r 0 displaystyle Ir 0 nbsp 即中心强度为零 看见黑班 透射光牛顿环中心r 0 displaystyle r 0 nbsp I t 1 displaystyle It 1 nbsp 可见亮斑 牛顿环的直径与透镜的半径成正比 透镜半径越大 环也越大 牛顿环的直径与波长成正比 波长越长 环越大 即红色光的牛顿环大 蓝色光的牛顿环小 nbsp 反射光下牛顿环随R的变化 nbsp 透射光牛顿环随R的变化 nbsp 反射光牛顿环随波长的变化 nbsp 透射光牛顿环随波长的变化外部連結 编辑 藝術與建築索引典 牛頓環 永久失效連結 Karl Dieter Moeller Optics 2nd ed 110 112 引文格式1维护 冗余文本 link 取自 https zh wikipedia org w index php title 牛頓環 amp oldid 78788643, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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