Question

把一個具有球面的平凸透鏡平放在平行透明玻璃板上（如圖）．現用某單色光垂直于平面照射，在裝置的上方向下觀察，可以看到干涉條紋．下列關于兩束干涉光及干涉條紋的說法中正確的是（　　）

A．兩束干涉光是圖中a、b面反射形成的

B．干涉條紋是疏密均勻的同心圓

C．若換一個表面曲率半徑稍大的平凸透鏡，條紋變密

D．若改用波長更長的單色光照射，條紋變疏

Answer 1

分析：將一曲率半徑相當大的平凸玻璃透鏡放在一平面玻璃的上面，則在兩者之間形成一個厚度隨直徑變化的空氣薄膜．空氣薄膜的等厚干涉條紋是一組明暗相間的同心環．該干涉條紋最早被牛頓發現，所以稱為牛頓環．

解答：解：由圖1可見，如設透鏡的曲率半徑為R，與接觸點O相距為r處空氣層的厚度為d，其幾何關系式為：R²=（R-d）²+r²=R²-2Rd+d²+r²，
由于R＞＞d，可以略去d²得：d=

r2

2R

；
產生暗環的條件是：
△=（2k+1）

λ

2

，
其中k=0，1，2，3，…為干涉暗條紋的級數；可得第k級暗環的半徑為：rk2=kRλ；
只要測出D_m與D_n（分別為第m與第n條暗環的直徑）的值，就能算出R或λ．這樣就可避免實驗中條紋級數難于確定的困難，利用后一計算式還可克服確定條紋中心位置的困難．
 通過以上分析，可以得到，兩束干涉光是圖中b、c面反射形成，A錯誤；  干涉條紋不是疏密均勻的同心圓，越向外越稀疏，故B錯誤；  表面曲率半徑R變大，若換一個表面曲率半徑稍大的平凸透鏡，條紋變密C正確； 若改用波長λ更長的單色光照射，條紋變疏，D正確．
故選：C、D．

點評：理解了該實驗的原理即可順利解決此題，故在學習過程中要深入理解各個物理現象產生的機理是什么．