2025-11-13 10:42:30
牛顿环是平凸透镜和平面玻璃接触时产生的同心圆环,越向外越明显因为光在薄膜上下表面反射后干涉。薄膜越厚,光程差越大,明暗变化越明显。比如当厚度增加λ/2时,光程差变化一个波长,就会出现一次明暗交替。
因为光程差公式是2nd+λ/2(n为折射率,d为薄膜厚度),当透镜边缘接触点d=0时,光程差为λ/2,形成暗斑。向外移动时d逐渐增大,每增加λ/(2n)就会多一个明暗环。比如空气n=1,当d=λ/4时,光程差变成3λ/4,对应第一个明环;d=λ/2时变成5λ/4,对应第二个暗环。实验测得牛顿环第m级暗环半径r=√(mλR/n),R是透镜曲率半径。比如用R=1米,λ=589纳米的钠光,第10级暗环半径约3.1毫米,而第20级就变成7毫米,明显向外扩展。所以厚度增加导致干涉条纹间距变大,越向外越稀疏反而更明显。
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