Почему полосы круговые?

Зазор между сферой и плоскостью в параксиальном приближении зависит только от расстояния r от точки контакта: t(r) ≈ r²/(2R). Линии равной толщины — окружности.

Зачем галочка «скачок фазы π»?

При отражении от стекла (больший n) фаза скачет на π. Это меняет местами условия светлых и тёмных колец: в контакте обычно тёмное пятно в отражённом свете.

Как из колец найти радиус кривизны линзы?

Измеряют радиусы тёмных или светлых колец и пользуются связью r_m² ≈ m λ R (воздух, малые углы, с учётом скачка фазы). По наклону r² от номера кольца находят R.

Почему картина зернистая?

Поле рисуется по сетке пикселей, чтобы считать быстрее. В опыте кольца гладкие вплоть до дифракции и когерентности источника.

Кольца Ньютона

Сферическая линза на плоском стекле: интерференция в воздушной плёнке; скачок фазы π при отражении.

О модели

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
плосковыпуклая линза
радиус кольца

Как это работает

Между сферической линзой и плоским стеклом — тонкая воздушная плёнка: толщина растёт к краю как r²/(2R). Отражения от двух границ интерферируют; опциональный скачок фазы π меняет условия светлых и тёмных колец. Картина — качественные кольца для практикума, без когерентности источника.

Часто задаваемые вопросы

Почему полосы круговые?: Зазор между сферой и плоскостью в параксиальном приближении зависит только от расстояния r от точки контакта: t(r) ≈ r²/(2R). Линии равной толщины — окружности.
Зачем галочка «скачок фазы π»?: При отражении от стекла (больший n) фаза скачет на π. Это меняет местами условия светлых и тёмных колец: в контакте обычно тёмное пятно в отражённом свете.
Как из колец найти радиус кривизны линзы?: Измеряют радиусы тёмных или светлых колец и пользуются связью r_m² ≈ m λ R (воздух, малые углы, с учётом скачка фазы). По наклону r² от номера кольца находят R.
Почему картина зернистая?: Поле рисуется по сетке пикселей, чтобы считать быстрее. В опыте кольца гладкие вплоть до дифракции и когерентности источника.

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 50 в «Оптика и свет».

Вся категория →

НовоеШкольные