Question

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

Answer 1

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、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．不是凸透镜上表面，故B错误；
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：R²=（R-d）²+r²=R²-2Rd+d²+r²，
由于R＞＞d，可以略去d²得：d=

r2

2R

；
产生暗环的条件是：
△=（2k+1）

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_k²=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．