《牛顿环》牛顿环 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《牛顿环》牛顿环

1单选题

一个半径较大的透明玻璃球体，截去其下面的一部分，然后将这一部分放在标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图所示，从上往下看到的是（　　）

A
一片黑暗
B
只能看到同颜色的平行的反射光
C
环形的明暗相间的干涉条纹
D
平行的明暗相间的干涉条纹

题目答案

C

答案解析

分析：

将一曲率半径相当大的平凸玻璃透镜放在一平面玻璃的上面，则在两者之间形成一个厚度随直径变化的空气薄膜．空气薄膜的等厚干涉条纹是一组明暗相间的同心环．该干涉条纹最早被牛顿发现，所以称为牛顿环．

解答：

解：玻璃球体的下表面和水平面的反射光是两束相关光，频率相同，发生干涉现象，干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，故A错误B错误C正确D错误；

故选：C

点评：

理解了该实验的原理即可顺利解决此题，故在学习过程中要深入理解各个物理现象产生的机理是什么．

纠错重做

2单选题

把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的同心圆环，对这些亮暗圆环的相关阐释合理的是（　　）

A
远离中心点处亮环的分布较疏
B
用白光照射时，不会出现干涉形成的圆环
C
是透镜曲面上反射光与透镜上方平面上的反射光干涉形成的
D
与同一亮环相对应的空气薄膜的厚度是相同的

题目答案

D

答案解析

分析：

从空气层的上下表面反射的两列光为相干光，干涉条纹由内向外间距越来越密，白光照射时，会出现彩色条纹，依据明条纹或暗条纹形成条件，可知，同一级条纹对应的空气薄膜的厚度是相同的．

解答：

解：A、远离中心点处亮环的分布较密，故A错误；

B、用白光照射时，仍然会出现干涉形成的圆环，故B错误；

C、是透镜曲面上反射光与玻璃平面上的反射光干涉形成的．故C错误；

D、当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，与同一亮环相对应的各处空气薄膜的厚度是相同的，故D正确；

故选：D．

点评：

理解了牛顿环的产生机理就可顺利解决此类题目，故对物理现象要知其然更要知其所以然，理解相邻条纹间距的变化情况，注意干涉的条件．

纠错重做

3多选题

(多选)如图甲所示，把一个曲率半径很大凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的同心圆，如图乙所示．这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫做牛顿环，为了使同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二道圆环)，则应(　　)

A
将凸透镜的曲率半径变小
B
将凸透镜的曲率半径变大
C
改用波长更短的单色光照射
D
改用波长更长的单色光照射

题目答案

BD

答案解析

分析：

从空气层的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹．路程差等于空气膜厚度的两倍．使牛顿环的曲率半径越小，出现亮条纹的这一厚度向中心偏移．从而得出圆环的半径的变化．

解答：

解：当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹．换一个表面曲率半径更小的凸透镜，出现亮条纹的这一厚度向中心偏移，知圆环的半径变小．用波长变短的光照射，则出现亮条纹的这一厚度需向中心偏移，则圆环的半径变小．因此要使半径变大，则可以将凸透镜的曲率半径变大；或者改用波长更长的单色光照射．所以A、C错误，B、D正确；

故选：BD

点评：

理解了牛顿环的产生机理就可顺利解决此类题目，故对物理现象要知其然更要知其所以然．

纠错重做

4多选题

(多选)一个半径较大的透明玻璃球体，截取其下面的一部分，然后将这一部分放在标准的水平面上，形成牛顿环装置，现让单色光竖直射向上方的水平截面，如图所示，从上方观察时可以看到的现象及该现象的分析下列分析正确的是(　　)

A
可以观察到同颜色的平行反射光
B
可以观察到环形的明暗相间的同心圆环
C
该现象是由玻璃球体的下表面和水平面的反射光干涉形成的
D
若将玻璃球体的半径在增大一些，形成的同心圆环的间距增大

题目答案

BCD

答案解析

分析：

将一曲率半径相当大的平凸玻璃透镜放在一平面玻璃的上面，则在两者之间形成一个厚度随直径变化的空气薄膜．空气薄膜的等厚干涉条纹是一组明暗相间的同心环．该干涉条纹最早被牛顿发现，所以称为牛顿环．

解答：

解：A、玻璃球体的下表面和水平面的反射光是两束相关光，频率相同，发生干涉现象，干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，A错误BC正确；

D、条纹间距公式△X=$\frac {L}{d}$λ，若将玻璃球体的半径在增大一些，则相当于d减小，形成的同心圆环的间距增大，故D正确；

故选：BCD．

点评：

理解了该实验的原理即可顺利解决此题，故在学习过程中要深入理解各个物理现象产生的机理是什么．

纠错重做

5多选题

(多选)凸透镜的弯曲表面是个球面，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，如图所示，从上往下看凸透镜，结果观察到同心的内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环．关于牛顿环，以下说法正确的是（　　）

A
干涉条纹是凸透镜下表面和平板玻璃上表面的两列反射光叠加而成的
B
干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的
C
若仅增大入射光的波长，则圆环状干涉条纹的半径变大
D
若仅增大凸透镜的半径，则圆环状干涉条纹变的密集

题目答案

ABC

答案解析

分析：

从空气层的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹．使牛顿环的曲率半径越大，相同的水平距离使空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹间距变大．

解答：

解：A、凸透镜下表面与玻璃上表面形成空气薄膜，干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光干涉叠加而成．故A正确；

B、干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不均匀变化所导致的，故B正确；

C、由图可见，如设透镜的曲率半径为R，与接触点O相距为r处空气层的厚度为d，其几何关系式为：R_=(R-d)_+r_=R_-2Rd+d_+r_，

由于R＞＞d，可以略去d_得：d=$\frac {r}{2R}$；

产生暗环的条件是：

△=(2k+1)$\frac {λ}{2}$，

其中k=0，1，2，3，…为干涉暗条纹的级数；可得第k级暗环的半径为：r_k_=kRλ；

若仅增大入射光的波长，则圆环状干涉条纹的半径变大．故C正确；

D、由上可知，若仅增大凸透镜的半径，则圆环状干涉条纹变的稀疏．故D错误；

故选：ABC

点评：

理解了该实验的原理即可顺利解决此题，故在学习过程中要深入理解各个物理现象产生的机理是什么．

纠错重做

6单选题

平凸透镜的弯曲表面是个曲面，球面的半径叫做这个曲面的曲率半径，把一个平凸透镜压在一块平面玻璃上，让红光从上方射入，如图所示，则从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状红色条纹，这些环状条纹叫牛顿环，下列关于牛顿环的说法正确的是(　　)

A
牛顿环是凸透镜折射造成的
B
牛顿环是由凸透镜两个表面反射光干涉造成的
C
若改用紫光照射，则观察到的圆环状条纹间距变大
D
若换一个曲率半径更大的凸透镜，观察到的圆环状条纹间距变大

题目答案

D

答案解析

分析：

从空气层的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹．使牛顿环的曲率半径越大，相同的水平距离使空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹间距变大．

解答：

解：当光垂直照射到凸透镜上时，光的传播方向不变，而当光从玻璃射入空气时一部分光发生反射，另一部分光透射进入空气，当该部分光从空气进入下面的平面玻璃时又有一部分光发生反射，这样两列反射光是相干光，它们在凸透镜的下表面相遇，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，故出现亮暗相间的圆环状干涉条纹．故AB错误．

由于紫光的波长小于红光的波长，故若改用紫光照射，则观察到的圆环状条纹间距变小．故C错误．

若换一个曲率半径更大的凸透镜，仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹间距变大．故D正确．

故选D．

点评：

理解了牛顿环的产生机理就可顺利解决此类题目，故对物理现象要知其然更要知其所以然．

纠错重做