题目
牛顿环实验中,若光源从激光换成白光,干涉条纹将:A. 变成彩色B. 消失C. 形状不变
牛顿环实验中,若光源从激光换成白光,干涉条纹将:
A. 变成彩色
B. 消失
C. 形状不变
题目解答
答案
A. 变成彩色
解析
本题考查牛顿环实验中光源变化对干涉条纹的影响,关键需结合光的干涉条件及白光的光谱特性分析。
核心知识点回顾
牛顿环是等厚干涉的典型现象:当平凸透镜与平板玻璃间形成空气薄层时,入射光经上下表面反射后叠加产生干涉。干涉条纹的形状(明暗交替的同心圆环)由空气薄层的厚度分布决定(等厚干涉),与光源波长无关,但条纹的颜色(或明暗对比度)取决于光源的光谱组成。
白光与激光的差异
- 激光:单一波长(单色光),干涉条纹为清晰的明暗交替(仅强度变化,无颜色差异)。
- 白光:复色光(包含红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等多种波长),不同波长的光干涉极大/极小位置不同。
白光入射时的条纹特征
对同一空气薄层厚度 $d$,某波长 $\lambda$ 的光满足 $2d + \frac{\lambda}{2} = k\lambda$(反射光有半波损失)时形成明纹。由于白光波长连续,不同波长的明纹会在不同位置重叠:
- 中央区域($d \approx 0$):各波长光的光程差近似 $\frac{\lambda}{2}$,均满足暗纹条件(中心暗斑);
- 边缘区域:不同波长的明纹错开,形成彩色条纹(如红光明纹位置与紫光明纹位置不同,叠加后呈现彩色);
- 形状不变:因干涉仍是等厚干涉,条纹形状仍为同心圆环。
选项分析
- A. 变成彩色:正确。白光复色性导致不同波长明纹叠加,呈现彩色。
- B. 消失:错误。等厚干涉条件仍满足,条纹不会消失(仅颜色变化)。
- C. 形状不变:有一定合理性,但题目问“将”如何,重点在“变成彩色”这一显著变化(形状不变是伴随特征,非主要变化)。