Кольца Ньютона

Кольца Ньютона, являющиеся классическим примером полос равной толщины, наблюдаются при отражении света от воздушного зазора, образованного плоскопараллельной пластинкой и соприкасающейся с ней плосковыпуклой линзой с большим радиусом кривизны (рис.4.5). Параллельный пучок света падает нормально на плоскую поверхность линзы и частично отражается от верхней и нижней поверхностей воздушного зазора между линзой и пластинкой. При наложении отраженных лучей возникают полосы равной толщины, при нормальном падении света имеющие вид концентрических окружностей.

Рис.4.5. Схема наблюдения колец Ньютона.

В отраженном свете оптическая разность хода (с учетом потери полуволны при отражении), согласно (4.5), при условии, что показатель преломления воздуха n = 1, а i = 0,

где d - ширина зазора. Из рис. 32.9 следует, что

R² = (R – d)² + r², где R - радиус кривизны линзы, r - радиус кривизны окружности, всем точкам которой соответствует одинаковый зазор d. Учитывая, что d мало, получим Следовательно,

(4.8)

Приравняв (4.8) к условиям максимума (3.2) и минимума (3.3), получим выражения для радиусов m-го светлого кольца и m-го темного кольца соответственно

(m = 0,1,2,...), - светлое кольцо,

(m = 0,1,2,…) – темное кольцо.

Измеряя радиусы соответствующих колец, можно (зная радиус кривизны линзы Л), определить l _о и, наоборот, по известной l _о найти радиус кривизны R линзы.

Как для полос равного наклона, так и для полос равной толщины положение максимумов зависит от длины волны l _о. Поэтому система светлых и темных полос получается только при освещении монохроматическим светом. При наблюдении в белом свете получается совокупность смещенных друг относительно друга полос, образованных лучами разных длин волн, и интерференционная картина приобретает радужную окраску.

Все рассуждения параграфа были проведены для света, отраженного от оптически более плотной среды, с учетом изменения фазы отраженного колебания на p, для чего и вводилась величина l/2.

Интерференцию можно наблюдать и в проходящем свете, причем в данном случае не наблюдается потери полуволны. Следовательно, оптическая разность хода для проходящего и отраженного света отличается на l _о, т.е. математические выражения максимумов и минимумов меняются местами: максимумам интерференции в отраженном свете соответствуют минимумы в проходящем и наоборот.

Дата добавления: 2015-06-04