牛顿环思考题及答案

2017-05-14
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文章简介：(1)牛顿环的中心在什么情况下是暗的,在什么情况下是亮的?中心处是暗斑,这是因为中心接触处的空气厚度,而光在平面玻璃面上反射时有半波损失,所以形成牛顿环中心处为暗斑(用反射光观察时).当没有半波损失时则为亮斑.(2)实验中为什么用测量式r值?因为用后面个关系式时往往误差较大,原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触,接触压力会引起局部形变,使接触点成为一个圆面,干涉环中心为一暗斑,所以无法确定环的几何中心.所以比较准确的方法是测量干涉环的直径.测出个对应k环环直径dk,由rk 2 =kλr可知dk

(1)牛顿环的中心在什么情况下是暗的,在什么情况下是亮的?中心处是暗斑,这是因为中心接触处的空气厚度,而光在平面玻璃面上反射时有半波损失,所以形成牛顿环中心处为暗斑(用反射光观察时)。当没有半波损失时则为亮斑。

(2)实验中为什么用测量式
r值?
因为用后面个关系式时往往误差较大,原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触,接触压力会引起局部形变,使接触点成为一个圆面,干涉环中心为一暗斑,所以无法确定环的几何中心。

所以比较准确的方法是测量干涉环的直径。测出个对应k环环直径dk,由rk 2 =kλr可知dk 2=4rλk,又由于灰尘等存在,是接触点的dk≠0,其级数也是未知的,则是任意暗环的级数和直径dk难以确定,故取任意两个不相邻的暗环,记其直径分别为dm和dn(mn),求其平方差即为
dm2-dn2=4(m-n)rλ,则r=(dm2-dn2)/4(m-n) λ
(3) 在本实验中若遇到下列情况,对实验结果是否有影响?为什么?
①牛顿环中心是亮斑而非暗斑。


②测各个dm时,叉丝交点未通过圆环的中心,因而测量的是弦长而非真正的直径。
1. 环中心出现亮斑是因为球面和平面之间没有紧密接触(接触处有尘埃,或有破损或磨毛),从而产生了附加光程差。这对测量结果并无影响(可作数学证明)。