Ņūtona gredzeni

Ņūtona gredzeni ir gredzenveida interferences joslas, kas novērojamas plānā mainīga biezuma gaisa slānī caurspīdīgas plakanas un nedaudz izliektas (lēcveidīgas) virsmas vai divu izliektu virsmu saskares punkta apkārtnē. Interferences aina sastāv no gaišiem un tumšiem gredzeniem, ja izmanto monohromatisku gaismas avotu, vai daudzkrāsainiem gredzeniem, ja izmanto nemonohromatisku gaismas avotu.

Ņūtona gredzeni

Ņūtona gredzenu rādiusu r var aprēķināt pēc formulas:

$r_{n}={\sqrt {\left(n-{1 \over 2}\right)\lambda R}},$

kur n ir gredzena kārtas skaitlis, R — lēcas liekuma rādiuss un λ — gaismas viļņa garums.

Vēsture

Ņūtona gredzenu rašanās shēma

Gredzenveida interferences joslas starp divām stikla plāksnītēm pirmais aprakstījis Roberts Huks 1664. gadā (grāmatā Micrographia), bet sīkāk izanalizējis Izaks Ņūtons, tādēļ tās nosauktas viņa vārdā. Tomēr apmierinoši izskaidrot gredzenu izcelsmi Ņūtons nespēja, to izdarīja angļu fiziķis Tomass Jangs.

Iegūšana

Ņūtona gredzenus var iegūt ar liela liekuma rādiusa lēcu, kas uzlikta uz gludas, plakanas stikla plāksnes. Krītošajam gaismas staram atstarojoties no lēcas izliektās virsmas un plates, rodas divi koherenti gaismas stari. Viens stars reflektējas no optiski blīvākas vides un maina fāzi uz pretējo, bet otrs — no optiski mazāk blīvas vides un fāzi nemaina. Koherentie stari savstarpēji interferē un rada interferences joslas — koncentriskas aploces ar rādiusiem, kuru centrs ir lēcas un plāksnes saskares punkts. Tas notiek tādēļ, ka attālums starp lēcu un plāksni, attālinoties no centra, pamazām palielinās un koherentie gaismas stari dažos attālumos viens otru dzēš (ja ir pretējās fāzēs), bet citos — pastiprina (ja to fāzes sakrīt).

Izmantošana

Ņūtona gredzenus izmanto sfērisku virsmu rādiusu mērīšanai un virsmas formas kontrolei, kā arī gaismas laušanas koeficientu noteikšanai. Dažkārt Ņūtona gredzeni ir traucējoši, piemēram, fotonegatīvu kontaktkopēšanā vai skenējot caurspīdīgas plēves.

Ārējās saites

• Ņūtona gredzenu fotogrāfijas (angliski)