Установка для наблюдения колец Ньютона в отраженном свете освещается монохроматическим светом Equation 3 , падающим нормально. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено водой. Найти толщину слоя воды между линзой и стеклянной пластинкой

Добавлена: 19.05.2026
Обновлена: 19.05.2026
Предмет: Физика
Автор: Кэмп

#Физика колебаний и волн
#Оптика

Установка для наблюдения колец Ньютона в отраженном свете освещается монохроматическим светом Equation 3 , падающим нормально. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено водой. Найти толщину слоя воды между линзой и стеклянной пластинкой

Условие:

Установка для наблюдения колец Ньютона в отраженном свете освещается монохроматическим светом $\left(\lambda=5\cdot10^3\stackrel{\circ}{\mathrm{~A}}\right.$ Equation 3$)$, падающим нормально. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено водой. Найти толщину слоя воды между линзой и стеклянной пластинкой в том месте, где наблюдается третье светлое кольцо.

Решение:

1. Дано

Длина волны света: $\lambda = 5 \cdot 10^3 \text{ Å}$ .
Наблюдается третье светлое кольцо, то есть порядок интерференции $m = 3$ .
Свет падает нормально (перпендикулярно).
Пространство между линзой и пластинкой заполнено водой.
Наблюдение ведется в отраженном свете.

2. Найти

Толщина слоя воды $d$ в месте наблюдения третьего светлого кольца.

3. Решение

Шаг 1: Перевод единиц измерения

Сначала переведем длину волны $\lambda$ в метры. $1 \text{ Å} = 10^{-10} \text{ м}$ .

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какое условие интерференции используется для определения положения светлых колец Ньютона в отраженном свете, если зазор между линзой и пластинкой заполнен средой с показателем преломления $n$, и сдвиги фаз при отражении от обеих границ раздела компенсируют друг друга?

$2nd = (2m + 1)\lambda/2$

$2nd = m\lambda$

$2nd = (m + 1/2)\lambda$

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Кольца Ньютона — это интерференционная картина, возникающая при отражении света от тонкого слоя воздуха (или другой среды) между плоской стеклянной пластиной и плосковыпуклой линзой.
При отражении света от границы раздела двух сред происходит изменение фазы на π (или сдвиг на λ/2), если свет переходит из оптически менее плотной среды в оптически более плотную.
В установке колец Ньютона в отраженном свете, если зазор заполнен средой с показателем преломления $n_{\text{среды}}$ , а линза и пластина имеют показатель преломления $n_{\text{стекла}}$ , то при $n_{\text{стекла}} > n_{\text{среды}}$ происходит два фазовых сдвига на π, которые взаимно компенсируются.
Условие для наблюдения светлого интерференционного кольца (максимума) в отраженном свете при нормальном падении и компенсированных фазовых сдвигах определяется формулой $2 n_{\text{среды}} d = m \lambda$ , где $d$ — толщина слоя среды, $n_{\text{среды}}$ — показатель преломления среды в зазоре, $m$ — порядок интерференции (целое число), а $\lambda$ — длина волны света в вакууме.
Показатель преломления воды $n_{\text{воды}} \approx 1.33$ (или $4/3$ ). Единица измерения длины волны Ангстрем (Å) равна $10^{-10}$ метрам.