Pierścienie Newtona - Zestaw na Ławie Optycznej EXP200080

Zestaw edukacyjny do obserwacji zjawiska pierścieni Newtona. Nieznacznie wypukłą soczewkę ułożono tak, iż styka się z płaską powierzchnią szklanego slajdu tworząc w ten sposób klin powietrzny o krzywoliniowej powierzchni granicznej. Jeżeli układ oświetlany jest światłem padającym równolegle, wokół punktu styku dwóch powierzchni powstają koncentryczne pierścienie interferencyjne. Odległość między pierścieniami interferencyjnymi nie jest stała, ponieważ powierzchnia graniczna klina powietrznego jest krzywoliniowa. W celu wykonania pomiarów układ optyczny wyposazono w lunetę z celownikiem wraz z cyfrową kamerą umożliwiającą podgląd oraz dokonywanie pomiarów na ekranie komputera.

PROMIEŃ KRZYWIZNY

Układ do obserwacji zjawiska pierścieni Newtona tworzy pierścienie dzięki jego symetrii obrotowej oraz specyfiki odbić. Odbicie jest typu szkło-powietrze na sferycznej dioptrii soczewki oraz typu szkło-powietrze na zwierciadle. Pierścienie Newtona są w tym przypadku obserwowane w transmisji, ponieważ płaska płytka jest przezroczysta. Pierścień centralny jest więc jasny.

KLIN POWIETRZNY

Lekko wypukłą soczewkę o dużym promieniu umieszczoną na szkiełku podstawowym oświetlamy monochromatyczną, równoległą wiązką światła. Część wiązki odbija się na granicy szkło-powietrze bez zmiany fazy, część przechodzi przez tę granicę, natomiast pozostała część wiązki odbija się od spodniej powiechchni układu optycznego. Ponieważ ten promień jest odbijany przez ośrodek o wyższym stopniu refrakcji, odbicie powoduje przesunięcie fazowe o π. Oba odbite promienie o przylegających amplitudach interferują tworząc obserwowane prążki (tak jak w przypadku cienkiej płytki) w pobliżu sferycznej powierzchni soczewki. Niech R będzie promieniem krzywizny na spodzie soczewki. Innymi słowy r = OI; to odległość między promieniem a osią optyczną układu. Ponieważ r jest znacznie mniejsze niż R, otrzymujemy: e r2 / 2R. Różnica torów optycznych jest formułowana jako δ = 2e + λ / 2 = r² / R + λ / 2. Ponieważ układ toleruje oś obrotu, prążki są pierścieniami wyśrodkowanymi na tej osi. Ciemne pierścienie uzyskuje się, gdy δ = (2k +1) λ / 2 lub dla 2e = r2 / R = kλ. Jeżeli soczewka ma kontakt optyczny ze spodem, pierwszy pierścień będzie ciemny. Kolejne pierścienie (różnica ścieżek optycznych wzrasta o jedną długość fali między dwoma pierścieniami) mają promienie proporcjonalne do pierwiastka kwadratowego liczby całkowitej.

Realizowane Zagadnienia Edukacyjne:

• klin powietrzny
  
• promień krzywizny
  

Niezbędne Wyposażenie:

• 1x POF010112    ława optyczna typu prism długości 1 m
• 3x POF010124    konik prosty do ławy optycznej
• 1x POF010126    konik z przesuwem horyzontalnym
• 1x POD066061    układ soczewek do obserwacji pierścieni Newtona
• 1x POD010030    kamera cyfrowa
• 1x POD010057    wysokoprężna lampa rtęciowa
• 1x POD010056    podstawa do lampy spektralnej
• 1x POD010572    zielony filtr interferencyjny 546 nm
• 1x POD069440    luneta z celownikiem
• 1x POD061250    podwójny kondensor optyczny
• 1x komputer

Czas dostawy: 4 do 8 tygodni.