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).