牛顿环干涉实验模拟器

交互式模拟光的干涉现象,探索波长、曲率半径对牛顿环的影响

实验参数设置

380nm 780nm
紫光 蓝光 绿光 黄光 橙光 红光
589 nm
0.5m 20m
10.0 m

显示选项

计算结果

中心条纹类型: 暗斑
第1级暗环半径: 0.000767 m
第1级明环半径: 0.000632 m
第10级暗环半径: 0.002425 m

干涉条纹模拟

实验装置示意图

入射光 反射光 平凸透镜 平板玻璃
比例尺: 100μm/格

牛顿环理论说明

牛顿环是一种典型的光的干涉现象,由光在平凸透镜与平板玻璃之间的空气薄膜上下表面反射时发生干涉形成。

暗环半径公式

rₖ = √(k·R·λ)

  • rₖ: 第k级暗环半径
  • k: 暗环级数 (k=0,1,2...)
  • R: 平凸透镜曲率半径
  • λ: 入射光波长

明环半径公式

rₖ = √((k-½)·R·λ)

  • rₖ: 第k级明环半径
  • k: 明环级数 (k=1,2,3...)
  • R: 平凸透镜曲率半径
  • λ: 入射光波长

实验现象分析

  • 中心条纹通常为暗斑,因为光在平板玻璃表面反射时有半波损失
  • 随着级数k增大,相邻条纹间距逐渐减小,表现为内疏外密
  • 波长λ增大时,条纹间距变宽;曲率半径R增大时,条纹也变宽
  • 不同波长的光产生的牛顿环位置不同,因此使用白光时会观察到彩色条纹