|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Возникновение интерференционной картины в виде колец Ньютона |
 | |
Анимация
Описание
Кольца Ньютона являются исторически первым примером наблюдения интерференционной картины полос равной толщины. Геометрия наблюдения этих колец чрезвычайно проста, см. рис. 1.
Геометрия наблюдения колец Ньютона
Рис. 1
На плоской стеклянной поверхности лежит плоско-выпуклая стеклянная линза небольшой кривизны (обычно берут линзу с фокусным расстоянием порядка метра). Система освещается параллельным пучком естественного или монохроматического света сверху, со стороны линзы. Вблизи оптической оси системы (то есть точки касания линзы и стеклянной подложки) разность хода лучей, отраженных от подложки и выпуклой поверхности линзы, невелика и медленно изменяется по квадратичному закону с ростом расстояния до оси системы R:
,
где R0 - радиус кривизны линзы, порядка метра;
l - длина волны света;
d - малый зазор между линзой и подложкой (см. рис. 1).
В случае когда d=2pm, то есть разность хода обеих отраженных волн кратна длине волны, - обе волны складываются синфазно, то есть дают в отраженном свете интерференционный максимум. Это соответствует условию:
.
Таким образом интерференционные максимумы имеют вид концентрических колец с центром в ночке касания линзы и подложки. Оценки для десяти метрового радиуса кривизны линзы и зеленого света дают R1»3 мм. Таким образом, кольца Ньютона легко наблюдаются невооруженным глазом.
В случае когда падающее излучение - естественный свет, для разных его длин волн положение интерференционных максимумов различно, и в пределах первых трех - четырех интерференционных порядков m наблюдаются системы вложенных окрашенных колец. Такие кольца и называются кольцами Ньютона, первым их наблюдавшего.
Ключевые слова
Разделы наук
Применение эффекта
Прямых использований непосредственно колец Ньютона в технике не имеется. Однако родственные им полосы равной толщины, образуемые при наложении на обрабатываемую (полируемую) поверхность эталонной плоской поверхности, - имеют широчайшее применение для контроля плоскостности оптических деталей при их промышленном производстве.
Реализации эффекта
Техническая реализация эффекта
Техническая реализация в строгом соответствии с содержательной частью (рис. 1). К плоской стеклянной подложке прикрепляется выпуклая линза с радиусом кривизны поверхности около 10 м. Сборка освещается естественным светом, падающим на нее под углом падения, близким к прямому. В отраженном свете визуально наблюдаем кольца Ньютона.
Литература
1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика.- М.: Наука, 1985.
2. Ландсберг Г.С. Оптика.- М.: Наука, 1976.
3. Физика. Большой энциклопедический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.- С.90, 460.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |