Eseu pe tema:
Inele lui Newton - maximele inelului interferență și minimele care apar în jurul atingerea punctului de lentile convexe ușor curbate și o placă-plan paralel când lumina trece prin lentile și o placă.
Un model simplu de interferență apare într-un strat intermediar subțire de aer între placa de sticlă și lentilele plane-convexe plasate pe ea, suprafața sferică a căreia are o rază mare de curbură. Acest model de interferență are forma inelelor concentrice, numite inele Newton.
Luați o lentilă plano-convexă cu o mică curbură a suprafeței sferice și așezați-o pe o placă de sticlă. Privind cu atenție la suprafața plană a lentilei (de preferință printr-o lupă), veți găsi la punctul de contact al lentilei și plăcii un punct întunecat și în jurul acestuia un set de mici inele de curcubeu. Distanțele dintre inelele învecinate scad rapid cu raza în creștere. Acestea sunt inelele lui Newton. Newton a observat și le-a cercetat nu numai în lumina albă, ci și în iluminarea unei lentile cu fascicul monocromatic. Sa constatat că razele inelelor cu același număr de secvență cresc în timpul tranziției de la sfârșitul violet al spectrului la cel roșu; inele roșii au o rază maximă.
Explicația clasică a fenomenului
Satisfăcător pentru a explica de ce există inele, Newton nu a putut. A fost făcută lui Jung. Să urmăm cursul raționamentului său. Ele se bazează pe presupunerea că lumina este valuri. Să considerăm cazul când un val de o anumită lungime cade aproape perpendicular pe o lentilă plane-convexă (figura 1).
Exemplu de inele de Newton
Wave 1 apare ca rezultat al reflecției de pe suprafața convexă a lentilei pe geamul de delimitare - aer și valul 2 - ca rezultat al reflecției din placă la aer - sticlă. Aceste unde sunt coerente, adică ele au aceeași lungime și o diferență de fază constantă, care apare din cauza faptului că traseul undei 2 treceri mai mare decât 1. Dacă al doilea val se situează în urma primului val la un număr întreg de lungimi de undă, apoi adăugând sus valuri să se întărească reciproc.
- max, unde este orice număr întreg, este lungimea de undă.
Dimpotrivă, dacă cel de-al doilea val se află în spatele primului cu un număr ciudat de jumătăți de undă, atunci oscilațiile cauzate de acestea vor avea loc în faze opuse, iar valurile se vor întrerupe reciproc.
- min, unde este orice număr întreg, este lungimea de undă.
Pentru a ține seama de faptul că în diferite substanțe viteza luminii este diferită, pentru a determina poziția min și max folosim nu diferența de cale, ci diferența de cale optică. Diferența în lungimile căii optice se numește diferența de cale optică.
- lungimea căii optice,
- diferența de cale optică.
Dacă raza cunoscută de curbură R a suprafeței lentilei, este posibil să se calculeze la ce distanță de punctul de lentile de contact de la placa de diferență cale de sticlă astfel încât anumite lungimi de undă X se anulează reciproc. Aceste distanțe sunt razele inelelor întunecate ale lui Newton. De asemenea, este necesar să se ia în considerare faptul că reflexia undelor luminoase din punct de vedere optic mai dense schimbările de fază de undă medie cu π. Aceasta explică punctul de întuneric la punctul de contact dintre lentilă și placa plană paralelă. Liniile de grosime constantă a stratului de aer sub lentila sferică sunt cercuri concentrice cu incidență normală de lumină, în timp ce liniile înclinate sunt elipse.
Raza inelului k Newton (presupunând o rază constantă de curbură a cristalinului) în lumina reflectată este exprimată prin următoarea formulă:
R este raza de curbură a lentilei; k = 0, 1, 2, ...; λ este lungimea de undă a luminii în vid; n este indicele de refracție al mediului dintre lentilă și placă.
utilizarea
Inelele lui Newton sunt folosite pentru a măsura raza de curbură a suprafețelor, pentru a măsura lungimile de undă ale luminii și indicii de refracție. În unele cazuri (de exemplu, atunci când scanați imagini pe filme sau imprimare optică dintr-un negativ), inelele lui Newton sunt un fenomen nedorit.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: