透射光的牛顿环是一种由光的干涉现象形成的光学现象，其形成、观察以及与反射光的牛顿环在明暗上的关系可以详细阐述如下： ### 一、透射光的牛顿环的形成 1. **条件与结构**：当一个平凸透镜与一个平面玻璃板紧密接触时，从单色光源照射到透镜上，会在透镜与玻璃板之间的空气层中形成一系列明暗相间的同心圆环，这就是透射光的牛顿环。这一结构包括一个平凸透镜（A），其曲率中心为O，以及一个平面玻璃板（下部为平面玻璃）。二者中部接触点的四周则是平面玻璃与凸透镜所夹的空气气隙。 2. **光的干涉**：当单色光垂直入射到凸透镜的平表面时，一部分光线被透镜直接反射，而另一部分光线则透射到透镜与玻璃板之间的空气层中。透射光线在空气层的上下表面反射后，两束反射光线会发生干涉。这种干涉是由于空气层厚度从接触点开始逐渐增大，导致反射光线的光程差发生变化。 3. **明暗环的形成**：如果两束反射光线的光程差为偶数个半波长，则干涉增强，形成明环；如果光程差为奇数个半波长，则干涉减弱，形成暗环。这样，就形成了一系列明暗相间的同心圆环。 ### 二、透射光的牛顿环的观察 1. **准备材料**：观察透射光的牛顿环需要准备平凸透镜、平面玻璃板以及单色光源。 2. **操作步骤**： - 将平凸透镜凸面朝上放置在水平桌面上。 - 将平面玻璃板轻轻放在平凸透镜上，使两接触面紧密贴合。 - 将单色光源放在平凸透镜侧面，使光线垂直照射到透镜上。 - 在平凸透镜上方（或下方，取决于光源和观察者的位置）放置一个屏幕或直接在适当的位置观察，即可看到一系列明暗相间的同心圆环。 ### 三、透射光的牛顿环与反射光的牛顿环在明暗上的关系 1. **明暗相反**：透射光的牛顿环与反射光的牛顿环在明暗上是相反的。这是因为在透射光的情况下，光线是先透射后反射再透射，而在反射光的情况下，光线是直接反射。这两种情况下，光线在空气层中的光程差有所不同，导致干涉结果相反。 2. **原因解释**：这种明暗相反的现象主要是由于半波损失的存在。在反射光的情况下，光线从光密介质（如透镜）射入光疏介质（如空气）并反射回光密介质时，会产生半波损失，导致相位差发生变化。而在透射光的情况下，由于光线先透射后反射再透射，这种半波损失的影响会不同，从而导致明暗环的相反。 综上所述，透射光的牛顿环是由光的干涉现象形成的，其观察方法简单明了。同时，透射光的牛顿环与反射光的牛顿环在明暗上存在明显的相反关系，这是由光的干涉原理和半波损失所决定的。
