2021-2022学年高二物理竞赛课件：牛顿环的应用（14张PPT）.pptx

牛顿环的应用牛顿环的应用RORO明暗环条件明暗环条件设设n2=1，由垂直入射时的干涉条件：，由垂直入射时的干涉条件：明纹明纹(1)暗纹暗纹(2)n=1RORO明纹明纹(1)暗纹暗纹(2)由图：由图：明环明环暗环暗环代入（代入（1）、（）、（2）式：）式：讨论：讨论：2）干涉级高的环间的间距小，即随着干涉级高的环间的间距小，即随着r的增加条纹变密的增加条纹变密.明环明环暗环暗环RORO1）中央接触处为零级暗斑；）中央接触处为零级暗斑；以以O点为圆心，明暗相间、内疏外密的同心圆环。点为圆心，明暗相间、内疏外密的同心圆环。RORO明环明环暗环暗环3）白光入射将出现由白光入射将出现由紫到红紫到红的的彩色条纹。彩色条纹。牛顿环的应用：牛顿环的应用：l测透镜球面的半径测透镜球面的半径R l测波长测波长 l检验透镜球表面质量检验透镜球表面质量标准验规标准验规待待 测测 透透镜镜暗纹暗纹 已知已知 ,测测 m、rk+m、rk，可得可得R。已知已知R，测出测出m、rk+m、rk，可得可得 。依据公式依据公式若条纹如图，若条纹如图，说明待测透镜说明待测透镜球表面不规则，且半径有误差。球表面不规则，且半径有误差。一圈条纹对应一圈条纹对应 的球面误差。的球面误差。被检体被检体被检体被检体被检体被检体被检体被检体标准透镜标准透镜例例 1，用曲率半径为，用曲率半径为R4.5m的平凸透镜做牛的平凸透镜做牛顿环实验，测得第顿环实验，测得第k级暗环半径级暗环半径rk=4.95nm，第第k5级暗环半径级暗环半径rk56.065nm，问所用单，问所用单色光的波长？环数色光的波长？环数k值？值？解：解：例例2，在一块光平玻璃板，在一块光平玻璃板B上，端正地放一锥顶上，端正地放一锥顶角很大的圆锥形平凸透镜角很大的圆锥形平凸透镜A，在，在A、B间形成劈角间形成劈角很小的空气薄层，如图，当波长为很小的空气薄层，如图，当波长为单色光垂单色光垂直射向平凸透镜时，可以观测到透镜锥面上出现直射向平凸透镜时，可以观测到透镜锥面上出现干涉条纹，求干涉条纹，求（1）画出干涉条纹的大致分布，）画出干涉条纹的大致分布，并说明条纹主要特征；并说明条纹主要特征；2）计算明暗条纹的位置；）计算明暗条纹的位置；3）若平凸透镜稍向左倾斜，干涉条纹有何变化）若平凸透镜稍向左倾斜，干涉条纹有何变化？er（1）干涉条纹特点：接触点是暗斑，干涉条纹）干涉条纹特点：接触点是暗斑，干涉条纹是以接触点为圆心的一系列同心同环。是以接触点为圆心的一系列同心同环。er例例3，在平面玻璃板片，在平面玻璃板片MN放一油滴，当油滴展放一油滴，当油滴展开成圆形油膜时，在波长开成圆形油膜时，在波长600nm的单色光的单色光垂直入射下，从反射光中观察油膜所形成的干垂直入射下，从反射光中观察油膜所形成的干涉条纹，已知玻璃折射率涉条纹，已知玻璃折射率n31.50，油膜的折，油膜的折射率射率n21.20，试问，试问 (1)此为等倾干涉还是等此为等倾干涉还是等厚干涉？（厚干涉？（2）当油膜中心最高点与玻璃片上）当油膜中心最高点与玻璃片上表面相距为表面相距为h1250nm时，看到条纹形状？可时，看到条纹形状？可看到几级明纹？明纹所在处的油膜厚度？中心看到几级明纹？明纹所在处的油膜厚度？中心处的明暗情况？（处的明暗情况？（3）当油膜继续扩展时，条）当油膜继续扩展时，条纹如何变化？中心条纹变化？纹如何变化？中心条纹变化？e等厚干涉等厚干涉解（1）条纹形状：条纹形状：一系列明、暗相间的圆环。一系列明、暗相间的圆环。k=0,1,2,3,4,5级明纹可看到，共级明纹可看到，共6级级e(3)油膜扩展油膜扩展e减少，干涉明纹级数变小，出现明减少，干涉明纹级数变小，出现明纹数目变小，间距增大，中心处明暗交替出现。纹数目变小，间距增大，中心处明暗交替出现。以圆柱轴线为对称线，两边对称分布着平行于以圆柱轴线为对称线，两边对称分布着平行于圆柱轴线的明、暗相间的直条纹，内疏外密。圆柱轴线的明、暗相间的直条纹，内疏外密。dAre