Кольца Ньютона

При контакте сферической поверхности линзы с плоской пластиной зазор t(r) растёт к краю; отражённые волны от верхней и нижней границ плёнки интерферируют. Для квазинормального падения разность хода ≈ 2nt; возможен скачок фазы π при отражении на границе с большим n (флажок на странице). Растровое изображение строится как cos(4πnt/λ + опция π). Реальные кольца учитывают когерентность, наклон и шероховатость; здесь — качественная картина для лаборатории.

Для кого: Школьная и вузовская оптика: тонкие плёнки и измерение радиуса кривизны.

Ключевые понятия

  • Кольца Ньютона
  • Тонкая плёнка
  • Интерференция
  • Скачок фазы
  • Оптическая разность хода
  • Плано-выпуклая линза
  • Радиус кольца

Как это работает

Тонкая воздушная прослойка между сферической линзой и плоскостью: толщина растёт к краю, отражения сверху и снизу плёнки интерферируют; опциональный скачок π на одной границе меняет условия светлых/тёмных колец.

Часто задаваемые вопросы

Почему полосы круговые?
Толщина плёнки в первом приближении зависит только от расстояния от точки контакта.
Зачем галочка π?
Она переключает условия светлых/тёмных колец в зависимости от того, на какой границе появляется полуцикловой сдвиг при отражении.
Как из колец найти R линзы?
Измеряют радиусы тёмных или светлых колец и используют связь с m, λ и n при малых углах.
Почему картинка «в пикселях»?
Для скорости поле дискретизовано; в опыте кольца выглядят гладкими до предела дифракции.

Другие симуляторы в этой категории — или все 44.

Вся категория →
НовоеСредний

Просветляющее покрытие

Воздух–плёнка–стекло при нормальном падении: R(λ) от интерференции на двух границах; четвертьволновая толщина.

Запустить симулятор
НовоеСредний

Интерферометр Майкельсона

I(Δ) = V cos²(πΔ/λ); полосы равного наклона; огибающая длины когерентности.

Запустить симулятор
НовоеСредний

Интерферометр Маха–Цендера

Два плеча, разность хода Δ; I ∝ cos²(πΔ/λ); схема + график бахром.

Запустить симулятор
НовоеСредний

Интерферометр Сагнака (кольцо)

Δφ ∝ Ω·A/λ для встречных лучей на вращающемся контуре — идея оптического гироскопа.

Запустить симулятор
НовоеСредний

Угол Брюстера

tan θ_B = n₂/n₁; R_p→0; θᵢ+θₜ=90°; Френелевские коэффициенты отражения R_s, R_p в зависимости от θᵢ.

Запустить симулятор
НовоеСредний

Принцип Ферма

Оптический путь OPL = n₁AP+n₂PB в зависимости от точки падения; минимум — путь по закону Снеллиуса.

Запустить симулятор