若将一空气中的牛顿环实验装置

1. 在空气中做牛顿环实验，当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹

选D，等厚干涉就是厚度（光程差）相等的地方，干涉级数相等。上升过程中，任一处A的厚度增加，级数也增加，说明是外圈的高级数条纹内移。

2. 牛顿环装置由空气搬入水中

c干涉条纹变密,这个可以由牛顿环干涉条纹的半径公式得到,实际上牛顿环就是一个等厚干涉的例子,还是要看两束相干光线的光程差与波长的关系,具体可以参考任何一个版本的大学物理教材都可以的

3. 牛顿环实验的思考题

减少误差的措施：
原理上，采用通过测量条纹直径求的半径的方法减少圆心确回定带来的误差；选定答第4级到第12级间的条纹进行测量，避免级别小的条纹因挤压变形和级别大的条纹不明显不宜测量而带来的误差；数据处理时采用逐差法，提高数据利用率。实验中，测量数据时，手轮要朝一个方向旋转，减小齿轮间隙造成的机械误差。
从牛顿环装置下方投射上来的光也可以形成干涉条纹，它与反射光形成的条纹不同之处在上方投射的光形成的中心条纹是暗纹，下方形成的是亮纹，这是因为由上方投射的光在空气薄膜下表面反射时是在光密介质反射，会有半波损失，下方投射来的光则没有。

4. 若将用折射率为1.50的玻璃制成的牛顿环装置由空气中搬人折射率为1.33的水中,则干涉条纹变密，为什么

干涉条纹产生的原理是受到光波叠加或者抵消产生的明暗相间的条纹，条纹的宽窄收到光波波长的影响。波长越长干涉条纹越稀疏，反之越密集。对于折射，入射角的正弦值与折射角的正弦值的比等于光在两种介质中的速度比、波长比。即sin i /sin r =v1/v2=n=λ1╱λ2(n为折射率，λ为波长)，所以在水中光的波长是变短的，牛顿环所产生的干涉条纹会变密

5. 将牛顿环实验装置放到白光下观察,此时的条纹有何特征

牛顿环实验装置放到白光下观察,此时的条纹是彩色条纹。
用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相同的同心圆环．圆环分布是中间疏、边缘密，圆心在接触点O．从反射光看到的牛顿环中心是暗的，从透射光看到的牛顿环中心是明的．若用白光入射．将观察到彩色圆环．

6. 若牛顿环装置有附加光程差d0,试由此求出试验中第35环对应的实际条纹级数和对应的空气膜厚度

由薄膜产生的干扰。薄膜可以是透明的固体，液体或气体通过一薄层玻璃的两个窗格之间。入射光被该膜的后表面被第一光，由下膜的表面折射反射光，而且还由折射在后表面上的反射，得到的第二光束，该两个光束在的同一侧膜，用相同的事件的振动分离是相干光，是子振幅的干扰。如果光源是一个扩展光源（面光源），仅在面积相干干涉的两个重叠的光束可以观察到一个特定的区域，它是局部的干扰的情况下。彼此平行的两个薄膜上平坦的表面，该干涉条纹定位于无穷大，通常是由在其焦点的像侧的面观察的聚光透镜的装置;在楔膜，干涉条纹的局部的膜附近。在这两个公式的相干光

其中n为膜的折射率

薄膜干涉的光程差;入射点的叔膜厚; θT是折射薄膜内的角度; ±λ/ 2，是由于相干光的两个光束的在两个不同的接口的性质（一个光疏 - 密光纤接口，另一种是光密 - 光疏接口）所引起的反射的附加光程差。薄膜干涉原理被广泛应用于光学式表面检查，微小的精密测量的角度或线度抗反射涂层和干涉滤光器和其他制剂。

等倾干涉和干扰，诸如厚膜是介入的两个典型的形式。点击看详细从电影，下表面反射（或折射）光束产生干扰相遇。小的厚度的透明介质的薄膜通常形成。如肥皂膜，在水面上的薄膜，两片玻璃夹之间的空气薄膜，相机镜头镀介质膜。相对简单的薄膜干涉，也有两种，一种称为厚干涉，这是平行光入射从均匀厚度变化，在折射率均匀的薄膜，该下表面，以形成干涉条纹。相同的膜厚度条纹形成的同一文章中，故称等厚干涉。牛顿环和楔板等厚干涉平板干扰。另一个叫等倾干涉。当光入射到不同的角度，以均匀的折射率，在平行于膜，光通过相同的角度时，后下表面反射（或折射）满足以形成具有不同的干涉的干涉图案的下表面对应不同的倾斜度条纹或暗的图案，这种干涉称为等倾干涉。等倾干涉通常使用扩展源，并通过镜头观察。

两个干净的玻璃紧紧压叠，两块玻璃板之间的空气层，以形成空气薄膜。与汞或钠灯作为光源，可以观察到该膜的干扰。如果玻璃表面不是很平，空气层的厚度不均匀的夹着观察将是相等的厚度，通常是一些不规则的同心环的一些不规则条纹。如果使用的是非常平板玻璃（如显微镜轴承材料片材）部分平行条纹出现。手指牢固地压玻璃，空气膜厚度变化，条纹也发生变化。根据这个道理，平面的平整度可以被确定。测量精度高，波长那么小隆起或下陷的甚至一小部分可以从弯曲的条纹进行检测。若使两个平坦玻璃板之间具有非常小的角度，通过入射单色的已知波长构成的楔形空气膜产生的光的干涉条纹，可用于测量非常小的长度。

使用薄膜干涉的也可以创建抗反射涂层。涂覆在相机，投影仪的透明薄膜层的透镜表面，被反射的光可被减少，增加光的透射，该膜被称为AR涂层。通常在相机镜头上有一层反射呈蓝紫色膜的增透膜。

7. 牛顿环实验的问题

牛顿环 又称“牛顿圈[1]”。在光学上，牛顿环是一个薄膜干涉现象。光的一种干涉图样，是一些明暗相间的同心圆环。例如用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触，在日光下或用白光照射时，可以看到接触点为一暗点，其周围为一些明暗相间的彩色圆环；而用单色光照射时，则表现为一些明暗相间的单色圆圈。这些圆圈的距离不等，随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。它们是由球面上和平面上反射的光线相互干涉而形成的干涉条纹。在加工光学元件时，广泛采用牛顿环的原理来检查平面或曲面的面型准确度。在牛顿环的示意图上，B为底下的平面玻璃，A为平凸透镜，其与平面玻璃的接触点为O，在O点的四周则是平面玻璃与凸透镜所夹的空气气隙。当平行单色光垂直入射于凸透镜的平表面时。在空气气隙的上下两表面所引起的反射光线形成相干光。光线在气隙上下表面反射（一是在光疏媒质面上反射，一是在光密媒质面上反射）。
一种光的干涉图样．是牛顿在1675年首先观察到的．将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相同的同心圆环．圆环分布是中间疏、边缘密，圆心在接触点O．从反射光看到的牛顿环中心是暗的，从透射光看到的牛顿环中心是明的．若用白光入射．将观察到彩色圆环．牛顿环是典型的等厚薄膜干涉．平凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个厚度均匀变化的圆尖劈形空气簿膜，当平行光垂直射向平凸透镜时，从尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉．同一半径的圆环处空气膜厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因此使干涉图样呈圆环状．这种由同一厚度薄膜产生同一干涉条纹的干涉称作等厚干涉．
牛顿在光学中的一项重要发现就是"牛顿环"。这是他在进一步考察胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩问题时提出来的。
具体的, 牛顿环实验是这样的：取来两块玻璃体，一块是14英尺望远镜用的平凸镜，另一块是50英尺左右望远镜用的大型双凸透镜。在双凸透镜上放上平凸镜，使其平面向下，当把玻璃体互相压紧时，就会在围绕着接触点的周围出现各种颜色，形成色环。于是这些颜色又在圆环中心相继消失。在压紧玻璃体时，在别的颜色中心最后现出的颜色，初次出现时看起来像是一个从周边到中心几乎均匀的色环，再压紧玻璃体时，这色环会逐渐变宽，直到新的颜色在其中心现出。如此继续下去，第三、第四、第五种以及跟着的别种颜色不断在中心现出，并成为包在最内层颜色外面的一组色环，最后一种颜色是黑点。反之，如果抬起上面的玻璃体，使其离开下面的透镜，色环的直径就会偏小，其周边宽度则增大，直到其颜色陆续到达中心，后来它们的宽度变得相当大，就比以前更容易认出和训别它们的颜色了。
牛顿测量了六个环的半径（在其最亮的部分测量），发现这样一个规律：亮环半径的平方值是一个由奇数所构成的算术级数，即1、3、5、7、9、11，而暗环半径的平方值是由偶数构成的算术级数，即2、4、6、8、10、12。例凸透镜与平板玻璃在接触点附近的横断面，水平轴画出了用整数平方根标的距离：√1＝1√2＝1.41,√3=1.73,√4=2,√5=2.24等等。在这些距离处，牛顿观察到交替出现的光的极大值和极小值。从图中看到，两玻璃之间的垂直距离是按简单的算术级数，1、2、3、4、5、6……增大的。这样，知道了凸透镜的半径后，就很容易算出暗环和亮环处的空气层厚度，牛顿当时测量的情况是这样的：用垂直入射的光线得到的第一个暗环的最暗部分的空气层厚度为1/189000英寸，将这个厚度的一半乘以级数1、3、5、7、9、11，就可以给出所有亮环的最亮部分的空气层厚度，即为1/178000,3/178000,5/178000,7/178000……它们的算术平均值2/178000,4/178000,6/178000……等则是暗环最暗部分的空气层厚度。
牛顿还用水代替空气，从而观察到色环的半径将减小。他不仅观察了白光的干涉条纹，而且还观察了单色光所呈现的明间相间的干涉条纹。
牛顿环装置常用来检验光学元件表面的准确度．如果改变凸透镜和平板玻璃间的压力，能使其间空气薄膜的厚度发生微小变化，条纹就会移动．用此原理可以精密地测定压力或长度的微小变化．
按理说，牛顿环乃是光的波动性的最好证明之一，可牛顿却不从实际出发，而是从他所信奉的微粒说出发来解释牛顿环的形成。他认为光是一束通过窨高速运动的粒子流，因此为了解释牛顿环的出现，他提出了一个“一阵容易反射，一阵容易透射”的复杂理论。根据这一理论，他认为;“每条光线在通过任何折射面时都要进入某种短暂的状态，这种状态在光线得进过程中每隔一定时间又复原，并在每次复原时倾向于使光线容易透过下一个折射面，在两次复原之间，则容易被下一个折射面的反射。”他还把每次返回和下一次返回之间所经过的距离称为“阵发的间隔”。实际上，牛顿在这里所说的“阵发的间隔”就是波动中所说的“波长”。为什么会这样呢？牛顿却含糊地说：“至于这是什么作用或倾向，它就是光线的圆圈运动或振动，还是介质或别的什么东西的圆圈运动或振动，我这里就不去探讨了。”
因此，牛顿虽然发现了牛顿环，并做了精确的定量测定，可以说已经走到了光的波动说的边缘，但由于过分偏爱他的微粒说，始终无法正确解释这个现象。事实一，这个实验倒可以成为光的波动说的有力证据之一。直到19世纪初，英国科学家托马斯·杨才用光的波动说完满地解释了牛顿环实验。

8. 若把牛顿环装置（玻璃折射率为1.52），由空气中搬入折射率为1.33的水中，则干涉条纹如何变化

c干涉条纹变密，这个可以由牛顿环干涉条纹的半径公式得到，实际上牛顿环就是一个等厚干涉的例子，还是要看两束相干光线的光程差与波长的关系。

通常牛顿环光程差2nd+λ/2中的n隐去不写，是由于空气折射率n=1，放入液体后n留着即可。声光调制利用光在声场中的衍射现象进行调制。当声波传入到介质中时，介质中存在着疏密波，介质的折射率也相应地发生周期性的变化，形成以声波波长值为常数的等效相位光栅。

当光束以一定的角度入制射到此介质中时，光束即发生衍射。衍射光的强度、频率和方向都随声场的变化而变化。这样，就可以实现光束的调制和偏转。

声光衍射可分为喇曼-奈斯衍射和布喇格衍射两种。后者衍射效率高,常被采用。声光调制器通常由电声换能器、声光介质和吸声装置组成。声光调制具有驱动功率低、光损耗小、消光比高等优点。

(8)若将一空气中的牛顿环实验装置扩展阅读：

牛顿环装置产生的干涉暗环半径为√(kRλ) ，其中k=0,1,2

牛顿还用水代替空气，从而观察到色环的半径将减小。他不仅观察了白光的干涉条纹，而且还观察了单色光所呈现的明间相间的干涉条纹。

牛顿环装置常用来检验光学元件表面的准确度．如果改变凸透镜和平板玻璃间的压力，能使其间空气薄膜的厚度发生微小变化，条纹就会移动。用此原理可以精密地测定压力或长度的微小变化。

按理说，牛顿环乃是光的波动性的最好证明之一，可牛顿却不从实际出发，而是从他所信奉的微粒说出发来解释牛顿环的形成。他认为光是一束通过窨高速运动的粒子流，因此为了解释牛顿环的出现，他提出了一个“一阵容易反射，一阵容易透射”的复杂理论。

根据这一理论，他认为;“每条光线在通过任何折射面时都要进入某种短暂的状态，这种状态在光线得进过程中每隔一定时间又复原，并在每次复原时倾向于使光线容易透过下一个折射面，在两次复原之间，则容易被下一个折射面的反射。”

9. 有关牛顿环实验的一道题

这是光学当中的等厚干涉
突起使光程差减小，暗环会向外凸