Newton's ring 牛頓環



End of movie questions:
問題:

  1. 牛頓環是光的
    1. 散射現象。
    2. 干涉現象。
    3. 繞射現象。
  2. 牛頓環的出現說明光以
    1. 直線傳播。
    2. 粒子形式傳播。
    3. 波動形式傳播。
  3. 我們見不到單由玻璃板上下表面反射線產生的干涉條紋,原因是
    1. 玻璃板厚度比光的波長小得多。
    2. 玻璃板厚度比光的波長大很多。
    3. 玻璃板厚度和光的波長約略相等。

以下部份只供有教高級程度的老師參考:

圖中顯示由光源射到膠板上P點相鄰兩條光線(1及2)出現的光程差。當程差是波長整數倍,這兩條光線在P點就會出現相長干涉,即是我們可見到亮紋。由於白光是由波長不同的連續光譜組成,因此亮紋呈現色彩。又自P 點射到眼睛的光線是由漫反射產生的,所以這些光環在膠板上部任何位置都可見到。

        

入射角愈接近水平位置,牛頓環會更清楚和更大,原因有二:

  1. 光線 2 經過兩次部分反射才和光線 1 在 P 點相遇,入射角接近 90o 時,反射光線的強度大增,原本是漫射的表面也會變為鏡面反射,光線 1 和 2 強度相差最小,牛頓環就較清晰。
  2. 對於一定波長的光,光線 1 和光線 2 的程差隨入射角增加而加大
    [數學推導見Physics Teacher (USA), 1995, 34, pp35-37],即是入射角愈大,牛頓環愈大。