+ All Categories
Home > Documents > Inelele Lui Newton

Inelele Lui Newton

Date post: 23-Jul-2015
Category:
Upload: adelin-dobre
View: 633 times
Download: 39 times
Share this document with a friend
14
Transcript
Page 1: Inelele Lui Newton
Page 2: Inelele Lui Newton

Definiție

• Inelele lui Newton sunt franje circulare concentrice, alternativ luminoase şi întunecoase, obţinute ca rezultat al fenomenului de interferenţă.

Page 3: Inelele Lui Newton
Page 4: Inelele Lui Newton

Obținerea lentilelor Se consideră un dispozitiv alcătuit dintr-o lamă de sticlă cu feţe

plan-paralele pe care este aşezată o lentilă plan-convexă. Faţa convexă, în contact cu lama de sticlă, are raza de curbură

foarte mare (de ordinul metrilor). Între lentilă şi suport se realizează astfel o pană de aer cu simetrie cilindrică în raport cu perpendiculara ridicată în punctul de contact la planul lamei, panta acestei pene de aer fiind continuu crescătoare începând din vecinatatea punctului de contact L până la cercul de intersecţie dintre faţa sferică şi faţa plană a lentilei.

Page 5: Inelele Lui Newton

Raza de curbură a lentilei fiind foarte mare, putem considera

punctele C si C" ca aflându-se pe aceeaşi verticală la placă, şi

implicit razele CB'A' ca fiind paralele. Razele A' şi A" vor

interfera la infinit, iar rezultatul depinde de

diferenţa de drum dintre ele, care trebuie să fie multiplu

par de semilungimea de undă pentru obţinerea unui maxim luminos sau un multiplu impar

pentru minim întunecat

• Să presupunem că asupra lentilei cade un fascicul de lumină plan monocromatic, cu lungimea de undă λ, şi să urmărim mersul unei raze de lumină A din fascicul. Aceasta, după ce se refractă în punctul B ajunge în C: o parte a razei se reflectă şi apoi paraseşte lentila prin punctul B' iar cealaltă parte iese prin lentilă, traversează pana de aer dintre lentilă si lamă, se reflectă pe aceasta din urma apoi merge prin punctul B".

Page 6: Inelele Lui Newton

Desen

Page 7: Inelele Lui Newton

• Diferenţa de drum, după cum reiese din analiza figurii 1 este:

• Termenul λ / 2 reprezentând diferenţa de drum optic introdusă prin reflexia pe un mediu mai dens optic in punctul C'.

Page 8: Inelele Lui Newton

Indexând cu M şi m diferenţele de drum optic corespunzătoare maximului şi respectiv minimului luminos, se pot scrie condiţiile:

“k” fiind ordinul de interferenţă.Evident, valoarea k = 0

corespunde vârfului lentilei, unde l = 0.

Page 9: Inelele Lui Newton

• Din formulele (1) si (2) obţinem:

Simetria cilindrică va face ca maximele si minimele să apară sub forma unor cercuri concentrice luminoase, respectiv întunecate, reprezentând liniile de egală grosime ale penei de aer (acelaşi l). În punctul de contact al lentilei cu placa de sticlă se va obţine un minim întunecat.

Page 10: Inelele Lui Newton

Interferența pe lame subțiri• Pentru obtinerea interferentei in drumul razelor reflectate se aseaza o

lentila convergenta L. In planul ei focal se vor obtine franje de interferenta.Se observa din figura ca intre unda reflectata in A pe prima fata si unda reflectata in B pe fata a doua, apare o diferenta de drum optic.Intrucat sursele se gasesc la infinit, undele ce cad pe lama vor avea aceeasi inclinatie, adica vor avea aceeasi diferenta de faza. Franjele de maxim si minim corespund unei aceeasi inclinari a directiilor de propagare a razelor fata de fetele lamei, de aceea se numesc franje de egala inclinare. Franjele apar sub forma unor cercuri concentrice intunecate si luminate ce alterneaza intre ele, in planul focal al lentilei, numite inelele lui Heidinger.Daca observatia se face in lumina alba, in locul inelelor intunecate si luminate ce alterneaza intre ele, se obtin inele ce contin culorile spectrului.Daca lama este groasa nu obtinem franje de interferenta.

• Daca pe o lama transparenta cu fetele plan - paralele cade un fascicul de radiatii monocromatice, se constata ca o parte vor fi reflectate,iar o parte refractate. Intrucat undele incidente sunt paralele si undele reflectate vor fi paralele.

Page 11: Inelele Lui Newton

• L este o lentilă convergentă ce se aşază în drumul razelor reflectate pentru a se obţine interferenţa. În planul focal al acestei lentile se vor obţine franjele de interferenţă.Se adaugă deoarece prima undă se reflectă pe un mediu mai dens (aer – sticlă). Deoarece undele incidente sunt paralele, ele vor cădea pe lamă sub aceeaşi înclinaţie, deci vor avea aceeaşi diferenţă de fază.Se numesc franje de egală înclinare deoarece franjele de maxim şi de minim corespund unei aceleiaşi înclinări a direcţiilor de propagare a razelor faţă de feţele lamei.

Page 12: Inelele Lui Newton
Page 13: Inelele Lui Newton

Aplicații Cu ajutorul fenomenului de interferență se poate determina lungimea de undă a

radiațiilor luminoase. Aceasta se realizează cu dispozitive optice în care apare o diferență de drum între undele luminoase, așa cum spre exemplu se întamplă în cazul experienței lui Young, a oglinzilor Frasnel, dispozitivul ce realizează inelele lui Newton.

Se determină indicii de refracție, grosimi ale straturilor subțiri cu ajutorul interferenței

fasciculelor multiple. Pe baza interferenței în lame subțiri se poate verifica planeitatea unor suprafețe,în

special în atelierele de optică fină. Franjele de egală grosime obținute cu inele lui Newton au aplicații la masurarea

micilor deplasări sau deformări ale suprafețelor.

Page 14: Inelele Lui Newton

Link-uri

• Video 1 – Inele lui Newton

• Video 2 – Inele lui Newton


Recommended