韦 仙　冯中营　康睿丹

(太原工业学院理学系　山西 太原　030008)



基于Matlab牛顿环实验的仿真研究*

韦 仙冯中营康睿丹

(太原工业学院理学系山西 太原030008)

根据光的干涉理论，改变牛顿环实验参数,分析干涉条纹的疏密程度，采用Matlab编程，有效地观测光强分布情况.可将抽象的光学规律直观化，弥补实验条件的局限性，与真实牛顿环实验相结合，加深学生对等厚干涉现象的理解.

牛顿环等厚干涉Matlab仿真

光的干涉现象揭示了光具有波动性[1].两列或几列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象.利用计算机模拟牛顿环干涉实验，一方面不受实验条件、场地的限制，另一方面能够直观地观察到实验现象，并通过改变曲率半径、入射光波、介质折射率等参数，分析牛顿环的干涉条纹变化与参数的关系，有助于学生理解等厚条纹的形成与特点[2].

1　基本原理

牛顿环装置是由曲率半径较大的平凸透镜和平板玻璃组成，如图1所示.

图1　牛顿环装置

在透镜凸面和平板玻璃间形成一层空气薄膜，且空气层以接触点为中心向四周逐渐增厚，当单色光垂直入射到透镜上时，入射光将在此空气薄膜上下两表面反射，产生相干光，形成的干涉条纹是以接触点为圆心的一系列明暗相间、内疏外密的同心圆环，称为牛顿环[3].

设R为平凸透镜的曲率半径，r为干涉条纹半径，e为其空气薄膜的厚度，λ为入射光的波长.则……