Ньютона кільця
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Ньютона кільця

Ньютона кільця , інтерференційні смуги рівної товщини у формі кілець, розташовані концентрично довкола точки дотику двох поверхонь (двох сфер, плоскості і сфери і т.д.). Вперше описані в 1675 І. Ньютоном . Інтерференція світла відбувається в тонкому зазорі (зазвичай повітрі), що розділяє дотичні тіла; цей зазор грає роль тонкої плівки, див.(дивися) Оптика тонких шарів . Н. до. спостерігаються і в проходящем і — виразніше — у відбитому світлі. При освітленні монохроматичним світлом довжини хвилі Л, Н. до. є темні, що чергуються, і світлі смуги. Світлі виникають в місцях, де зазор вносить різниця ходу між прямим і двічі відбитим променем (у проходящем світлі) або між променями, відбитими від обох дотичних поверхонь (у відбитому світлі), рівну цілому числу l. Темні кільця утворюються там, де різниця ходу променів дорівнює цілому непарному числу l / 2 . Різниця ходу визначається оптичною довжиною дороги світивши в зазорі і зміною фази світлової хвилі при віддзеркаленні (див. Віддзеркалення світла ). Так, при віддзеркаленні від кордону повітря — стекло фаза міняється на p, а при віддзеркаленні від кордону стекло — повітря залишається незмінним. Тому в разі двох скляних поверхонь т -і темне Н. до. у відбитому світлі відповідає різниці ходу ml (тобто товщині зазору d m = m l/2), де m — ціле число. При тому, що стосується сфери і плоскості ( мал. 1 ) r m = ( mlr ) 1/2 . По теоремі Піфагора, для трикутників з катетами r п і r m  R 2 = ( R — lm/2 ) 2 + r n 2 і R 2 = ( R lm/2 ) 2 + r 2 m , звідки слідує — в зневазі дуже малими членами ( ml /2) 2 і ( nl /2) 2 і др.— часто використовувана формула для Н. к.: R = ( r n 2 — r 2 m ) /l(n — m ). Ці співвідношення дозволяють з хорошою точністю визначати l виміряним r m і r п або, якщо l відома, вимірювати радіуси поверхонь лінз ( мал. 2 ). Н. до. використовуються також для контролю правильності форми сферичних і плоских поверхонь ( мал. 3 ). При освітленні немонохроматичним (наприклад, білим) світлом Н. до. стають кольоровими, причому чергування кольорів в них істотно відрізняється від звичайного веселкового із-за переналоженія систем кілець відповідних разним т . Найвиразніше Н. до. спостерігаються при використанні сферичних поверхонь малих радіусів кривизни (товщина зазору мала на більшій відстані від точки дотику).

 

Літ.: Шишловський А. А., Прикладна фізична оптика, М., 1961; Дітчберн Р., Фізична оптика, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1965.

  А. П. Гагарін.

Мал. 2. Фотографія кілець Ньютона у відбитому світлі.

Мал. 1. До виведення співвідношення між радіусами r m кілець Ньютона у відбитому світлі, радіусом R сферичної лінзи і довжиною хвилі l освітлюючого монохроматичного світла. Про — точка дотику сфери і плоскості; АА'' = d m — товщина повітряного зазору в області утворення m -го темного кільця. Застосовуючи теорему Піфагора до прямокутного трикутника, малий катет (рівний r m ) якого складає перпендикуляр, опущений з A'' на З, отримаємо r m = R 2 — ( R — d m ) 2 » 2rd m , звідки умова d m = l m /2 дає .

Мал. 3. Кільця Ньютона, отримані з посрібленими поверхнями. Звивину смуг виявляють дефекти поверхонь.