«Ньютона кольца»

интерференционные Полосы равной толщины в форме колец, расположенные концентрически вокруг точки касания двух поверхностей (двух сфер, плоскости и сферы и т.д.). Впервые описаны в 1675 И. Ньютоном. Интерференция света происходит в тонком зазоре (обычно воздушном), разделяющем соприкасающиеся тела; этот зазор играет роль тонкой плёнки, см. Оптика тонких слоев (См. Оптика тонких слоёв). Н. к. наблюдаются и в проходящем и — более отчётливо — в отражённом свете. При освещении монохроматическим светом (См. Монохроматический свет) длины волны Л, Н. к. представляют собой чередующиеся тёмные и светлые полосы. Светлые возникают в местах, где зазор вносит Разность хода между прямым и дважды отражённым лучом (в проходящем свете) или между лучами, отражёнными от обеих соприкасающихся поверхностей (в отражённом свете), равную целому числу λ. Тёмные кольца образуются там, где разность хода лучей равна целому нечётному числу ^λ/₂. Разность хода определяется оптической длиной пути (См. Оптическая длина пути) луча в зазоре и изменением фазы световой волны при отражении (см. Отражение света). Так, при отражении от границы воздух — стекло фаза меняется на π, а при отражении от границы стекло — воздух остаётся неизменной. Поэтому в случае двух стеклянных поверхностей т-е тёмное Н. к. в отражённом свете соответствует разности хода mλ (т. е. толщине зазора d_m = mλ/2), где m— целое число. При касании сферы и плоскости (рис. 1) r_m =(mλR)^1/2. По теореме Пифагора, для треугольников с катетами r_п и r_m R² =(R — λm/2)² + r_n² и R² =(R— λm/2)² + r²_m, откуда следует — в пренебрежении очень малыми членами (mλ/2)² и (nλ/2)² и др.— часто используемая формула для Н. к.: R= (r_n² — r²_m)/λ(n — m). Эти соотношения позволяют с хорошей точностью определять λ по измеренным r_m и r_п либо, если λ известна, измерять радиусы поверхностей линз (рис. 2). Н. к. используются также для контроля правильности формы сферических и плоских поверхностей (рис. 3). При освещении немонохроматическим (например, белым) светом Н. к. становятся цветными, причём чередование цветов в них существенно отличается от обычного радужного из-за переналожения систем колец, соответствующих разным т. Наиболее отчётливо Н. к. наблюдаются при использовании сферических поверхностей малых радиусов кривизны (толщина зазора мала на большем расстоянии от точки касания).

Лит.: Шишловский А. А., Прикладная физическая оптика, М., 1961; Дитчберн Р., Физическая оптика, пер. с англ., М., 1965.

А. П. Гагарин.

Рис. 1. К выводу соотношения между радиусами r_m колец Ньютона в отражённом свете, радиусом R сферической линзы и длиной волны λ освещающего монохроматического света. О — точка касания сферы и плоскости; АА' = δ_m — толщина воздушного зазора в области образования m-го тёмного кольца. Применяя теорему Пифагора к прямоугольному треугольнику, малый катет (равный r_m) которого составляет перпендикуляр, опущенный из A' на СО, получим r_m = R² — (R —δ_m)² 2Rδ_m, откуда условие δ_m = λ_m/2 даёт

Рис. 2. Фотография колец Ньютона в отражённом свете.

Рис. 3. Кольца Ньютона, полученные с посеребрёнными поверхностями. Извилины полос выявляют дефекты поверхностей.

НЬЮТОНА кольца - чередующиеся светлые и темные кольца, наблюдающиеся при освещении монохроматическим светом, вокруг точки соприкосновения сферических поверхностей двух линз или выпуклой сферической линзы с плоской пластинкой. Возникают вследствие интерференции света в тонком воздушном промежутке (см. Оптика тонких слоев). Впервые наблюдались И. Ньютоном в 1675.

НЬЮТОНА КОЛЬЦА

интерференционные полосы равной толщины в форме колец, расположенных концентрически вокруг точки касания двух сферич. поверхностей либо плоскости и сферы. Впервые описаны в 1675 И. Ньютоном. Интерференция света происходит в тонком зазоре (обычно воздушном), разделяющем соприкасающиеся поверхности; этот зазор играет роль тонкой плёнки (см. ОПТИКА ТОНКИХ СЛОЕВ).

Рис. 1. Кольца Ньютона в отражённом свете.

Н. к. наблюдаются и в проходящем, и — более отчётливо — в отражённом свете. При освещении монохроматич. светом длины волны l Н. к. представляют собой чередующиеся тёмные и светлые полосы (рис. 1). Светлые возникают в местах, где разность фаз между прямым и дважды отражённым лучом (в проходящем свете) или между лучами, отражёнными от обеих соприкасающихся поверхностей (в отражённом свете), равна 2np (n=1, 2, 3,...) (т. е. разность хода Dm равна чётному числу полуволн). Тёмные кольца образуются там, где разность фаз равна (2n+1)p. Разность фаз лучей определяется толщиной зазора dm с учётом изменения фазы световой волны при отражении (см. ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА). Так, при отражении от границы воздух — стекло фаза меняется на л, а при отражении от границы стекло — воздух фаза остаётся неизменной. Поэтому в случае двух стеклянных поверхностей (рис. 2), с учётом различий в условиях отражения от нижней и верхней поверхности зазора (потеря полуволны), m-е тёмное кольцо образуется, если Dm=2dm+l/2=(2m+1)l/2, т. е. при толщине зазора dm=ml/2.

Рис. 2. Схема образования колец Ньютона: О — точка касания сферич. радиуса R и плоской поверхности; dm — толщина возд. зазора в области образования кольца.

Радиус rm m-го кольца определяется из треугольника А'О'С: rm=R2-(R-dm)2 »2Rdm. Откуда rm=?(2Rdm), а для тёмного m-го кольца rm=?(Rml). Это соотношение позволяет с хорошей точностью определятьlпо измерениям rm. Если l известна, Н. к. можно использовать для измерения радиусов поверхностей линз и контроля правильности формы сферич. и плоских поверхностей. При освещении немонохроматическим (напр., белым) светом Н. к. становятся цветными. Наиболее отчётливо Н. к. наблюдаются при малой толщине зазора (т. е. при использовании сферич. поверхностей больших радиусов).

Нью́тона ко́льца

чередующиеся светлые и тёмные кольца, наблюдающиеся при освещении монохроматическим светом, вокруг точки соприкосновения сферических поверхностей двух линз или выпуклой сферической линзы с плоской пластинкой. Возникают вследствие интерференции света в тонком воздушном промежутке (см. Оптика тонких слоёв). Впервые наблюдались И. Ньютоном в 1675.

* * *

НЬЮ́ТОНА КО́ЛЬЦА, чередующиеся светлые и темные кольца, наблюдающиеся при освещении монохроматическим светом, вокруг точки соприкосновения сферических поверхностей двух линз или выпуклой сферической линзы с плоской пластинкой. Возникают вследствие интерференции света в тонком воздушном промежутке (см. Оптика тонких слоев(см. ОПТИКА ТОНКИХ СЛОЕВ)). Впервые наблюдались И. Ньютоном в 1675.

НЬЮТОНА КОЛЬЦА — чередующиеся светлые и тёмные концентрические кольца, возникающие вследствие интерференции (см.) при прохождении света через оптическую систему, состоящую из плоской стеклянной пластинки и плоско-выпуклой линзы с большим радиусом кривизны (порядка 1 — 2 м), соприкасающихся в некоторой точке.