牛顿环的空气层换了水层为什么条纹会压缩-排行榜大全

牛顿环实验反映的是光的干涉现象，呈现条纹是由于空气膜上下表面所反射的光发生了干涉。亮暗条纹相间则与光程差是半波长的奇偶数倍有关。而条纹宽窄的差异，则是空气膜变化率的不同所导致的。变化率越大，光程差半波长的奇偶数倍更替得就越频繁，使得条纹更加密集，从而是条纹看起来更窄。

牛顿环实验时,随着条纹增大,条纹为什么越来越细?求详解，谢谢

牛顿环又称“牛顿圈[1]”。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。在加工光学元件时，广泛采用牛顿环的原理来检查平面或曲面的面型准确度。在牛顿环的示意图上，B为底下的平面玻璃，A为平凸透镜，其与平面玻璃的接触点为O，在O点的四周则是平面玻璃与凸透镜所夹的空气气隙。当平行单色光垂直入射于凸透镜的平表面时。在空气气隙的上下两表面所引起的反射光线形成相干光。光线在气隙上下表面反射（一是在光疏媒质面上反射，一是在光密媒质面上反射）。
一种光的干涉图样．是牛顿在1675年首先观察到的．将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相同的同心圆环．圆环分布是中间疏、边缘密，圆心在接触点O．从反射光看到的牛顿环中心是暗的，从透射光看到的牛顿环中心是明的．若用白光入射．将观察到彩色圆环．牛顿环是典型的等厚薄膜干涉．平凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个厚度均匀变化的圆尖劈形空气簿膜，当平行光垂直射向平凸透镜时，从尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉．同一半径的圆环处空气膜厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因此使干涉图样呈圆环状．这种由同一厚度薄膜产生同一干涉条纹的干涉称作等厚干涉．
牛顿在光学中的一项重要发现就是"牛顿环"。这是他在进一步考察胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩问题时提出来的。
具体的, 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。
牛顿测量了六个环的半径（在其最亮的部分测量），发现这样一个规律：亮环半径的平方值是一个由奇数所构成的算术级数，即1、3、5、7、9、11，而暗环半径的平方值是由偶数构成的算术级数，即2、4、6、8、10、12。例凸透镜与平板玻璃在接触点附近的横断面，水平轴画出了用整数平方根标的距离：√1＝1√2＝1.41,√3=1.73,√4=2,√5=2.24等等。在这些距离处，牛顿观察到交替出现的光的极大值和极小值。从图中看到，两玻璃之间的垂直距离是按简单的算术级数，1、2、3、4、5、6……增大的。这样，知道了凸透镜的半径后，就很容易算出暗环和亮环处的空气层厚度，牛顿当时测量的情况是这样的：用垂直入射的光线得到的第一个暗环的最暗部分的空气层厚度为1/189000英寸，将这个厚度的一半乘以级数1、3、5、7、9、11，就可以给出所有亮环的最亮部分的空气层厚度，即为1/178000,3/178000,5/178000,7/178000……它们的算术平均值2/178000,4/178000,6/178000……等则是暗环最暗部分的空气层厚度。
牛顿还用水代替空气，从而观察到色环的半径将减小。他不仅观察了白光的干涉条纹，而且还观察了单色光所呈现的明间相间的干涉条纹。
牛顿环装置常用来检验光学元件表面的准确度．如果改变凸透镜和平板玻璃间的压力，能使其间空气薄膜的厚度发生微小变化，条纹就会移动．用此原理可以精密地测定压力或长度的微小变化．
按理说，牛顿环乃是光的波动性的最好证明之一，可牛顿却不从实际出发，而是从他所信奉的微粒说出发来解释牛顿环的形成。他认为光是一束通过窨高速运动的粒子流，因此为了解释牛顿环的出现，他提出了一个“一阵容易反射，一阵容易透射”的复杂理论。根据这一理论，他认为;“每条光线在通过任何折射面时都要进入某种短暂的状态，这种状态在光线得进过程中每隔一定时间又复原，并在每次复原时倾向于使光线容易透过下一个折射面，在两次复原之间，则容易被下一个折射面的反射。”他还把每次返回和下一次返回之间所经过的距离称为“阵发的间隔”。实际上，牛顿在这里所说的“阵发的间隔”就是波动中所说的“波长”。为什么会这样呢？牛顿却含糊地说：“至于这是什么作用或倾向，它就是光线的圆圈运动或振动，还是介质或别的什么东西的圆圈运动或振动，我这里就不去探讨了。”
因此，牛顿虽然发现了牛顿环，并做了精确的定量测定，可以说已经走到了光的波动说的边缘，但由于过分偏爱他的微粒说，始终无法正确解释这个现象。事实一，这个实验倒可以成为光的波动说的有力证据之一。直到19世纪初，英国科学家托马斯·杨才用光的波动说完满地解释了牛顿环实验。

物理光学牛顿环实验中转动调整架时，牛顿环和薄板的干涉条纹如何变化，为什么会发生这种变化。

利用波前理论中的相因子分析法分别对牛顿环装置在相干光和非相干光照射下的干涉条纹进行分析．理论分析表明，在相干光照射下，主要有2套干涉条纹，且条纹半径随空间位置变化而变化，当在平凸透镜顶点附近观察时，条纹半径公式与教材中一致；在非相干光照射下，只有空气层上下表面反射的光形成干涉条纹，条纹定域在平凸透镜曲面之上的附近区域，条纹半径公式近似与教材一致．

牛顿环干涉现象的研究和测量思考问题

1、根据等厚干涉原理，厚度相同地方干涉现象相同，所以在玻璃平板突起处，由于其到牛顿环上表面空气层处的厚度减小，所以该处的干涉条纹会相应地向中心内凹。
2、不能，因为白光是复色光，不是单色光。干涉条纹的形状等与入射光波长有关，白光波段覆盖了咱们能看到的所有可见光波段，这样没法形成干涉。

牛顿环的干涉条纹是怎样形成的?为什么称这种干涉为等厚干涉?

当两束光波发生干涉时，会使有些区域变亮而有些区域变暗，即出现干涉条纹。

干涉条纹的出现对于光学测量微小变形具有重要意义，同时也广泛存在于生活中，如半透膜，彩色的肥皂泡等。

对于牛顿环来说，平凸透镜和玻璃平板之间有厚度非线性变化的空气层，所以也会形成等厚干涉。

扩展资料：

干涉现象及干涉条纹的出现对于光学测量微小变形具有重要意义，牛顿环、劈尖干涉等都可以经过简单改造制成测量微小变形的仪器。由于其方式是将距离转化为条纹数与光波长的函数，故精度很高，可以达到光波长量级。如图为牛顿环的干涉条纹。

同时也广泛应用于生活中。如车窗玻璃的反射膜，是利用膜两侧反射光波叠加削弱来达到减少透射光的效果，摄像机镜头精彩呈现出彩色，是因为其上贴了增透膜，来增加拍摄亮度。

轻压牛顿环中的平凸透镜,干涉图形如何变化

轻压牛顿环中的平凸透镜,干涉条纹间距变大
牛顿环是光照射到平凸透镜下表面与桌面间的空气形成的薄膜的上下表面,发生两次反射形成频率相同的两列波干涉形成的干涉条纹,形成亮纹条件是,空气层厚度为1/4波长的偶数倍.
轻压牛顿环中的平凸透镜,空气层倾角减小,干涉条纹间距变大.

牛顿环形成的原理是什么？

牛顿环是原理是一个薄膜干涉现象。

牛顿环是光的一种干涉图样，是一些明暗相间的同心圆环。比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；

我们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；然而用单色光照射时，则表现为一些明暗相间的单色圆圈。

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

牛顿环实验

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，然后在双凸透镜上放上平凸镜，将其平面向下，再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的色环。

牛顿环实验思考题:为什么测出的r偏小

因为计算时候是按照从空气层传入玻璃的光线没有折射，直直的传上去的。而实际上是会有一个折射，使得产生的条纹的位置比那厚度空气层传入光线的位置靠近中心，所以以条纹的位置算r比实际的偏小。

牛顿环实验干涉条纹离中心越远,条纹越密

是的牛顿环装置是由一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃板上组成的。平凸透镜的凸面与平板玻璃之间的空气层厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。若将单色平行光垂直照射到牛顿环装置上，则经空气层上、下两表面反射的两束光就产生光程差，它们在平凸透镜的凸面相遇后，将产生干涉。当用显微镜观察时，可以清楚地看到一个中心是暗斑，而周围许多明暗相同、间隔逐渐减小的同心环，这称为牛顿环，它属于等厚干涉条纹。