Что такое кольца Ньютона?

Термин «кольца Ньютона» относится к явлению, которое возникает, когда изогнутый кусок стекла, обычно выпуклая линза, контактирует с плоским куском стекла. Изогнутое стекло садится на плоское стекло, создавая воздушную пленку между ними, которая становится все больше по всей длине кривой. Когда белый свет направляется в искривленное стекло, появляется серия концентрических кругов, как бычий глаз. Сэр Исаак Ньютон был первым, кто наблюдал это явление, поэтому концентрические кольца называются кольцами Ньютона.

Концентрические круги, создаваемые феноменом колец Ньютона, обычно темные, чередующиеся с яркими, с темным началом в центре. Это явление возникает в результате интерференции между светом, отраженным двумя поверхностями. При практическом применении кольца Ньютона могут использоваться изготовителями объективов для определения качества объектива. В хорошо сделанной линзе кольца должны быть однородными.

В центре колец самое большое кольцо, которое образует полный круг, темно. Оставшиеся кольца чередуются между темным и светлым из-за характера помех, которые их создают. Световые волны, отраженные от двух кусочков стекла, вызывают как разрушительные, так и конструктивные помехи. При деструктивных помехах высокая точка одной волны встречается с нижней точкой другой, и они эффективно подавляют друг друга. Конструктивные помехи возникают, когда верхние или нижние точки световых волн совпадают друг с другом.

Другой характерной чертой явления кольца Ньютона является то, что круги ближе к центру толще, чем окружности на периферии круга. Это связано с кривизной выпуклой линзы. По мере того, как линза становится все дальше от плоского стекла под ней, кольца становятся тоньше и ближе друг к другу.

Сэр Исаак Ньютон впервые рассказал о наблюдении за этими кольцами в 1675 году. Он также описал это явление в своей книге 1705 года «Оптика». Первоначально в его эксперименте с кольцами Ньютона использовалось стекло, которое создавало клиновидное пространство, но в более поздних версиях эксперимента использовалась выпуклая линза. Современные инструменты, созданные для демонстрации этого явления, также используют выпуклые линзы.

Хотя современные ученые считают, что кольца Ньютона вызваны световыми волнами, сам Ньютон рассматривал это явление как подтверждение своей теории о том, что свет состоит из частиц. Однако некоторые из его открытий и наблюдений требовали от него использования теорий, которые соответствовали теории волн. Наблюдение за кольцами Ньютона - только одна из многих научных теорий, сделанных Ньютоном; на самом деле многие считают, что он внес больший вклад в научные знания, чем кто-либо другой в истории.