Jakie są pierścienie Newtona?

Termin „pierścienie Newtona” odnosi się do zjawiska, które ma miejsce, gdy zakrzywiony kawałek szkła, zwykle wypukła soczewka, zostaje zetknięty z płaskim kawałkiem szkła. Zakrzywione szkło znajduje się na płaskim szkle, tworząc warstwę powietrza między nimi jest coraz większa wzdłuż długości krzywej. Kiedy białe światło skierowane jest na zakrzywione szkło, pojawia się seria koncentrycznych kół, takich jak oko byka. Sir Isaac Newton jako pierwszy zaobserwował to zjawisko, dlatego koncentryczne pierścienie są nazywane pierścieniami Newtona.

Koncentryczne okręgi wytwarzane przez zjawisko pierścieni Newtona są zwykle ciemne naprzemiennie z jasnymi, z ciemnym początkiem w środku. Zjawisko to powstaje w wyniku interferencji między światłem odbijanym przez dwie powierzchnie. W praktyce pierścienie Newtona mogą być stosowane przez twórców soczewek do określania jakości soczewki. W dobrze wykonanym obiektywie pierścienie powinny być jednolite.

W środku pierścieni największy pierścień, który tworzy pełny okrąg, jest ciemny. Pozostałe pierścienie występują naprzemiennie między ciemnością a światłem ze względu na charakter interferencji, która je tworzy. Fale świetlne odbite od dwóch kawałków szkła powodują zarówno destrukcyjne, jak i konstruktywne zakłócenia. W niszczycielskiej interferencji górny punkt jednej fali styka się z dolnym punktem drugiego i skutecznie się znoszą. Konstruktywna interferencja występuje, gdy wysokie lub niskie punkty fal świetlnych wyrównują się ze sobą.

Inną cechą charakterystyczną zjawiska pierścienia Newtona jest to, że koła bliżej środka są grubsze niż koła na obwodzie koła. Ma to związek z krzywizną wypukłej soczewki. Gdy soczewka staje się coraz bardziej oddalona od płaskiego szkła pod nią, pierścienie stają się cieńsze i bliżej siebie.

Sir Isaac Newton po raz pierwszy omówił obserwację tych pierścieni w 1675 r. Opisał to zjawisko również w swojej książce z 1705 r. „Optyka”. Początkowo w eksperymencie z pierścieniami Newtona wykorzystano szkło, które utworzyło przestrzeń w kształcie klina, ale późniejsze wersje eksperymentu wykorzystały wypukłą soczewkę. Nowoczesne instrumenty stworzone w celu zademonstrowania tego zjawiska wykorzystują również wypukłą soczewkę.

Chociaż współcześni naukowcy uważają, że pierścienie Newtona są wywoływane przez fale świetlne, sam Newton postrzegał to zjawisko jako wspierające swoją teorię, że światło składa się z cząstek. Jednak niektóre z jego odkryć i obserwacji wymagały od niego zastosowania teorii zgodnych z teorią fal. Obserwacja pierścieni Newtona jest tylko jedną z wielu teorii naukowych, jakie stworzył Newton; w rzeczywistości wielu uważa, że ​​wniósł większy wkład w wiedzę naukową niż ktokolwiek inny w historii.