大学物理论文
摘要：物理不仅是一门学科，更重要的，它还是一门科学。 物理学的每个知识点在我们生活中都有着广泛的应用。本文将对物理学中牛顿环现象的原理及应用进行概述，对通过对这一知识的学习过程，对大学物理学习进行概述。
关键词：牛顿环 原理 应用 物理学习
引言：牛顿环是一种非常有趣的物理现象，这种现象的原理是什么，有哪些应用呢？我们又该从牛顿环的学习过程中得到哪些启示呢？ 一：牛顿环的原理
在光学上，牛顿环是一个薄膜干涉现象。用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触，在日光下或用白光照射时，可以看到接触点为一暗点，其周围为一些明暗相间的彩色圆环；而用单色光照射时，则表现为一些明暗相间的单色圆圈。这些圆圈的距离不等，随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。它们是由球面上和平面上反射的光线相互干涉而形成的干涉条纹。凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个厚度均匀变化的圆尖劈形空气簿膜，当平行光垂直射向平凸透镜时，从尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉。同一半径的圆环处空气膜厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因此干涉图样呈圆环状。这种由同一厚度薄膜产生同一干涉条纹的干涉称作等厚干涉。
二：牛顿环现象在生活中的应用
经查阅资料了解到，牛顿环在判断透镜表面凸凹、精确检验光学元件表面质量、测量透镜表面曲率半径和液体折射率等方面有广泛应用。牛顿环可以用来测量透镜的曲率半径，我们已经做过试验，而在光学车间里，牛顿环可以用来监测光学元件的表面质量，其具体原理如下：常用的玻璃样板检验光学元件表面质量的方法，就是利用与牛顿环相类似的干涉条纹，这种条纹形成在样板表面和待检元件表面之间的空气层上，通常称为“光圈”。根据光圈的形状、数目以及用手加压后条纹的移动，就可检验出元件的偏差。用一样板覆盖在待测件上，如果两者完全密合，即达到标准值要求，不出现牛顿环。如果被测件曲率半径小于或大于标准值，则产生牛顿环。圆环条数越多，误差越大；若条纹不圆，则说明被测件曲率半径不均匀。此时，用手均匀轻压样板，牛顿环各处空气隙的厚度必然减小，相应的光程差也减少，条纹发生移动。若条纹向边缘扩散，说明零级条纹在中心，得知被测件曲率半径小于标准件；若条纹向中心收缩，说明零级条纹在边缘，得知被测件曲率半径大于标准件。这样，通过现场检测，及时判断，再对不合格元件进行相应精加工研磨，直到合乎标准为止。同时，可以借此来进行透镜表面凹
凸的判断例如用一平玻璃和一凸透镜或者一凹透镜贴在一起，所形成的干涉环都是圆环，从干涉环上无法判断两块透镜谁凸，谁凹。为此可用手在其边缘加压，若干涉圆环向边缘移动，则表示下面的玻璃是凸的。若干涉圆环向中心收缩，则表示下面的玻璃是凹的。 这中间的道理只要看其间空气隙厚度的变化即可明了，若元件件中心比边缘高，则在边缘加压时，如图一所示。零件表面的形状就会从曲面AOB变成虚线A′O′B′，即空气膜由厚变薄。因此，相应各点光程差也变小，条纹的干涉级次亦随之降低。所以原来靠近中心的低级次圆环现在就要向外移动了。所以由于边缘加压，使空气隙厚度改变，条纹亦随之起变化，形成新的条纹分布，且空气隙厚度每改变2，就会移动一个条纹。 总之，牛顿环在现实生活中应用广泛。 三：对物理学习的思考
通过牛顿环这一知识点的学习，联系到本学期学到的大学物理课程内容，我收获到了具体的学习方法和解决问题的思路。我认为可以通过以下几个方式对提高我们的学习兴趣和效率十分有效：第一，老师可以采用启发式、讨论式和开放式等多种行之有效的教学方法，引导我们思考，强化思维训练。应多上些习题课和讨论课，因为习题课或讨论课可以启迪我们思维，培养我们提出、分析和解决问题的能力，而且习题课或讨论课在老师的引导下以我们的讨论和交流为主会锻炼我们的语言能力和思考能力，开展讲座、探索实验和小课题研究等第二课堂活动。第二，延续多媒体手段教学。在牛顿环等光学知识的学习中，因为日常生活中极少见到这些现象，所以理解起来有一定的困难，而当时课上物理老师运用多媒体进行演示，让我们有了直观的认识。由此可见，多媒体手段能为教学提供大量形象、生动的极具直观性、启发性的物理背景材料，对一些难以直接观察到的物理现象、物理过程，老师讲解起来比较抽象、空洞的物理规律、物理知识，能以多种形式进行动态模拟，充分展示物理现象发生、变化及结束的全过程，使我们建立起清晰的物理表象，提高物理形象思维能力，从而激发了我们的创新动机，培养我们的探究能力。第三，学校还应该创造条件建立开放性的演示实验室。通过后来在实验室做牛顿环的实验，我对这一现象有了更加深刻的理解。但是学校开设的物理实验在数量上有一定的局限性，如果开始更多开放性的实验室，同学们自己动手观察实验，思考问题，这样能把知识点记得更牢，也会更深刻的认识到这一现象是怎样产生的，又是怎样去研究的，最终又是怎样解释的。物理实验能增强动手能力、分析问题解决问题的能力，培养良好的实验素质，提高学习兴趣。
总结：物理并不是深不可测，只要我们勤于观察，善于思考，勇于实践，敢于创新，从生活走向物理，我们就会发现：其实，物理就在身边。正如马克思说的：“科学就是实验的科学，科学就在于用理性的方法去整理感性材料”。只要我们认真思考，提高学习物理的兴趣，我们每个人都能从中有很大收获。 参考文献：
《物理光学》张洪欣
2010.8.9 《物理光学与应用光学》石顺祥 马琳 2010.9.1 《物理学》马文蔚 2006.4.1
