Warum sind die Streifen kreisförmig?

Der Spalt zwischen Kugel und Ebene hängt in paraxialer Näherung nur vom Abstand r vom Berührpunkt ab: t(r) ≈ r²/(2R). Die Linien gleicher Dicke sind Kreise.

Wozu das Häkchen „Phasensprung π“?

Bei Reflexion am Glas (größerer n) springt die Phase um π. Das vertauscht die Bedingungen für helle und dunkle Ringe: im Kontakt ist im reflektierten Licht meist ein dunkler Fleck.

Wie findet man aus den Ringen den Krümmungsradius der Linse?

Man misst die Radien dunkler oder heller Ringe und nutzt r_m² ≈ m λ R (Luft, kleine Winkel, mit Phasensprung). Aus der Steigung von r² über der Ringnummer folgt R.

Warum wirkt das Bild körnig?

Das Feld wird auf einem Pixelgitter gezeichnet, damit die Rechnung schneller bleibt. Im Versuch sind die Ringe glatt, bis Beugung und Kohärenz der Quelle begrenzen.

Newtonsche Ringe

Sphärische Linse auf Planplatte: Interferenz in der Luftschicht; Phasensprung π bei der Reflexion.

Zum Modell

Newtonsche Ringe: liegt eine sphärische Linsenfläche auf einer Planplatte, wächst der Luftspalt t(r) nach außen; die an beiden Grenzen der Schicht reflektierten Wellen interferieren. Bei nahezu senkrechtem Einfall ist der Gangunterschied ≈ 2nt; möglich ist ein Phasensprung π bei Reflexion an der Grenze mit größerem n (Häkchen auf der Seite). Das Rasterbild wird als cos(4πnt/λ + optionales π) aufgebaut. Reale Ringe berücksichtigen Kohärenz, Schrägeinfall und Rauheit; hier eine qualitative Abbildung für das Praktikum.

Für wen: Schul- und Hochschuloptik: dünne Schichten und Bestimmung des Krümmungsradius.

Wichtige Begriffe

Newtonsche Ringe
dünne Schicht
Interferenz
Phasensprung
Gangunterschied
plankonvexe Linse
Ringradius

So funktioniert es

Zwischen sphärischer Linse und Planplatte liegt eine dünne Luftschicht: die Dicke wächst nach außen wie r²/(2R). Die Reflexionen an beiden Grenzen interferieren; ein optionaler Phasensprung π vertauscht helle und dunkle Ringe. Die Abbildung zeigt qualitative Ringe für das Praktikum, ohne Kohärenz der Quelle.

Häufige Fragen

Warum sind die Streifen kreisförmig?: Der Spalt zwischen Kugel und Ebene hängt in paraxialer Näherung nur vom Abstand r vom Berührpunkt ab: t(r) ≈ r²/(2R). Die Linien gleicher Dicke sind Kreise.
Wozu das Häkchen „Phasensprung π“?: Bei Reflexion am Glas (größerer n) springt die Phase um π. Das vertauscht die Bedingungen für helle und dunkle Ringe: im Kontakt ist im reflektierten Licht meist ein dunkler Fleck.
Wie findet man aus den Ringen den Krümmungsradius der Linse?: Man misst die Radien dunkler oder heller Ringe und nutzt r_m² ≈ m λ R (Luft, kleine Winkel, mit Phasensprung). Aus der Steigung von r² über der Ringnummer folgt R.
Warum wirkt das Bild körnig?: Das Feld wird auf einem Pixelgitter gezeichnet, damit die Rechnung schneller bleibt. Im Versuch sind die Ringe glatt, bis Beugung und Kohärenz der Quelle begrenzen.

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