题目
严格地讲,空气折射率大于1,因此牛顿环实验中,若将玻璃夹层中的空气逐渐地抽去,而在形成真空的过程中,牛顿环条纹将()A. 不变B. 变大C. 消失D. 缩小
严格地讲,空气折射率大于1,因此牛顿环实验中,若将玻璃夹层中的空气逐渐地抽去,而在形成真空的过程中,牛顿环条纹将()
A. 不变
B. 变大
C. 消失
D. 缩小
题目解答
答案
B. 变大
解析
本题考查牛顿环实验中空气折射率变化对条纹的影响,解题思路是先明确牛顿环条纹半径公式,再分析空气逐渐抽去形成真空过程中折射率的变化,最后根据公式判断条纹半径的变化情况。
1. 明确牛顿环条纹半径公式
在牛顿环实验中,对于空气夹层(折射率为$n$),明环半径公式为$r_{明}=\sqrt{\frac{(2k - 1)R\lambda}{2n}}$($k = 1,2,3,\cdots$),暗环半径公式为$r_{暗}=\sqrt{\frac{kR\lambda}{n}}$($k = 0,1,2,\cdots$),其中$R$为平凸透镜的曲率半径,$\lambda$为入射光的波长,$k$为条纹的级数。
2. 分析空气逐渐抽去形成真空过程中折射率的变化
空气的折射率$n\gt{}1$,当将玻璃夹层中的空气逐渐抽去形成真空时,折射率$n$逐渐减小趋近于$1$。
3. 根据公式判断条纹半径的变化情况
从明环半径公式$r_{明}=\sqrt{\frac{(2k - 1)R\lambda}{2n}}$和暗环半径公式$r_{暗}=\sqrt{\frac{kR\lambda}{n}}$可以看出,在$R$和$\lambda$以及$k$不变的情况下,条纹半径$r$与$\frac{1}{\sqrt{n}}$成正比。
当$n$逐渐减小趋近于$1$时,$\frac{1}{\sqrt{n}}$逐渐增大,所以条纹半径$r$逐渐增大,即牛顿环条纹将变大。