题目
3. (6.0分)用钠灯(wu009=)观察牛顿环,看到第1级暗环的半径为wu009=,则所用平面凸透镜的曲率半径为_____m。(wu009=)
3. (6.0分)用钠灯(
)观察牛顿环,看到第1级暗环的半径为
,则所用平面凸透镜的曲率半径为_____m。(
)
题目解答
答案
牛顿环是由干涉引起的光学现象,在平凸透镜上观察时,暗环的半径可以由以下公式给出:

其中,r是暗环的半径,n是暗环的级数(从中心亮点开始计数),R是平凸透镜的曲率半径,λ是光的波长。
根据题目的信息,观察到的第1级暗环的半径为
,
。
将这些值代入公式,可以得到:

将等式两边平方,得到:

解这个方程,可以得到平凸透镜的曲率半径R:



所以,所用平面凸透镜的曲率半径为26.67 m。
解析
步骤 1:确定牛顿环暗环半径公式
牛顿环的暗环半径公式为:$r = \sqrt{nR\lambda}$,其中 $r$ 是暗环的半径,$n$ 是暗环的级数,$R$ 是平凸透镜的曲率半径,$\lambda$ 是光的波长。
步骤 2:代入已知数值
根据题目,第1级暗环的半径为 $r = 4mm = 4 \times 10^{-3}m$,钠灯的波长为 $\lambda = 600nm = 600 \times 10^{-9}m$,代入公式得到:$4 \times 10^{-3} = \sqrt{1 \times R \times 600 \times 10^{-9}}$。
步骤 3:解方程求曲率半径
将等式两边平方,得到:$(4 \times 10^{-3})^2 = R \times 600 \times 10^{-9}$,解这个方程,可以得到平凸透镜的曲率半径 $R$:$R = (4 \times 10^{-3})^2 / (600 \times 10^{-9}) = 16 \times 10^{-6} / 600 \times 10^{-9} = 26.67m$。
牛顿环的暗环半径公式为:$r = \sqrt{nR\lambda}$,其中 $r$ 是暗环的半径,$n$ 是暗环的级数,$R$ 是平凸透镜的曲率半径,$\lambda$ 是光的波长。
步骤 2:代入已知数值
根据题目,第1级暗环的半径为 $r = 4mm = 4 \times 10^{-3}m$,钠灯的波长为 $\lambda = 600nm = 600 \times 10^{-9}m$,代入公式得到:$4 \times 10^{-3} = \sqrt{1 \times R \times 600 \times 10^{-9}}$。
步骤 3:解方程求曲率半径
将等式两边平方,得到:$(4 \times 10^{-3})^2 = R \times 600 \times 10^{-9}$,解这个方程,可以得到平凸透镜的曲率半径 $R$:$R = (4 \times 10^{-3})^2 / (600 \times 10^{-9}) = 16 \times 10^{-6} / 600 \times 10^{-9} = 26.67m$。