КІЛЬЦЯ НЬЮТОНА. ЗАСТОСУВАННЯ ЯВИЩА ІНТЕРФЕРЕНЦІЇ
1. Кільця Ньютона
кільця Ньютона інтерферометр
Класичним прикладом смуг рівної товщини є кільця Ньютона. Вони спостерігаються при відображенні світла від дотичних один з одним плоскопараллельной товстої скляної пластинки і плоско-опуклою лінзи з великим радіусом кривизни. br/>В
Рис.1.
Спостерігаються кільця Ньютона і з системою дотичних плосковогнутим і плосковипуклой лінз з великим радіусом кривизни, причому радіус кривизни плосковогнутим лінзи повинен бути більше радіуса кривизни плосковипуклой лінзи.
Роль тонкого клина, від поверхні якого відбиваються когерентні хвилі, грає повітряний зазор між скляною пластинкою і лінзою (рис.1). Внаслідок великої товщини пластинки і лінзи за рахунок віддзеркалень від інших поверхонь інтерференційні смуги не виникають. Промінь світла падає нормально на плоску поверхню лінзи і частково відбивається від верхньої і нижньої поверхонь повітряного зазору. Відбиті промені когерентні і при їх накладенні виникають смуги рівної товщини. При нормальному падінні світла смуги рівної товщини мають вигляд концентричних кіл, при похилому падінні - еліпсів. Визначимо оптичну різницю ходу відбитих променів і знайдемо радіуси кілець Ньютона при нормальному падінні світла на пластину. У цьому випадку sinQ1 = О і D дорівнює подвоєною товщині зазору (передбачається n0 = 1). З рис. 1 випливає, що
R2 = (R - b) 2 + r2 В» R2 - 2Rb + r2, < span align = "justify"> (1)
де R - радіус кривизни лінзи, r - радіус кола, всі точки якої відповідає однаковий зазор товщиною b. Вважаємо b2 < 2Rb, тоді з (1) отримаємо, що b = г2/2R. Щоб врахувати виникає при відбитті від скляної пластинки зміна фази на p , потрібно до D = 2b = r2/R додати l про/2. Тоді оптична різниця ходу променів остаточно запишеться так
D = r2/R + l о/2 . (2)
У точках, для яких
D = m ' l про = 2m' ( l о/2),
виникають максимуми, в точках, для яких
D = (m '+ 1/2) l о = (2m '+ 1) ( l о/2),
мінімуми інтенсивності.
Обидві умови можна об'єднати в одне:
D = m l о/2, m = 1, 2, 3, ...
причому парних значень m будуть відповідати максимуми, а непарних-мінімуми інтенсивності. Прирівнявши (2) і (2а) і дозволивши вийшло рівняння щодо r, знайдемо радіуси світлих і темних кілець Ньютона:
rm = Г– R l < span align = "justify"> о (m-1)/2, (m = 1,2,3, ...). (3)
Парних значенням m відповідають радіуси світлих кілець, непарних m - радіуси темних колій. Значенням m = 1 відповідає точка дотику пластинки і лінзи (г = 0). У цій точці спостерігається мінімум інтенсивності, обумовлений зміною фази хвилі на p при відображенні світлової хвилі від скляної пластинки.
Вимірюючи відстані між смугами інтерференційної картини для тонких пластин або радіуси кілець Ньютона, можна визначити довжини хвиль світлових променів і, навпаки, при відомій довжині хвилі l < span align = "justify"> про знайти радіус кривизни лінзи R.
Інтерференцію можна спостерігати і в світлі, причому в даному випадку не спостерігається втрати півхвилі, що з'являється при відображенні світла від скляної пластини. Отже, оптична різниця ходу для проходить і відбитого світла відрізняється на l
