8.15. Newton színes gyűrűinek észlelése, kivetítése

A kísérlet célja 

Newton-gyűrűk bemutatása visszavert és átmenő fényben.

Szükséges eszközök

• Lámpa (12 V, 100 W, transzformátorra kötve)
• Kettős kondenzor lencse (f = 5 cm)
• Optikai sín (4 db lovas, 4 db T tartó)
• 2 db ernyő
• Newton eszköz
• Két vetítőlencse (f=10 cm)

Leírás

A szappanhártyák esetében a színek létrejöttét a jól ismert vékonyréteg interferenciával magyarázhatjuk. A különböző színekről pedig a buborék különböző vastagságai tehetnek, hiszen a különböző hullámhosszúságú fényeket más-más szög alatt erősíti, vagy éppen gyengíti. Jelen esetben a jelenség előállítására egy gyári eszközt használunk, melyben egy egyik oldalán sík, másik oldalán domború üvegfelület van egy teljesen sík lemezhez érintve (természetesen a domború felével).

A jelenség átmenő és visszavert fényben is kivetíthető (ez utóbbi a kontrasztosabb). A fényforrás fényét a (nem rövid gyújtótávolságú) kondenzorral az optikai padra kissé ferdén állított eszközre gyűjtjük, de csak annyira, hogy az egész üvegfelület meg legyen világítva.

A köralakú interferenciagörbék az eszközről visszavert, illetve az azon áthaladó fénnyel (megfelelő vetítőlencsével f = 15 - 20 cm) leképezhetők. Fehér fénnyel néhány színes gyűrű látható. Vörös – vagy bármely monokromatikus – fényben (színszűrővel) erőteljesebb a jelenség, s láthatóan a gyűrűk száma is lényegesen nagyobb.

Módszertani kiegészítések

• Átlátszó testek a legragyogóbb színeket mutatják, ha elég vékony lemezeket v. hártyákat képeznek. Ezek színeit a Newton-gyűrűk színeihez hasonlóan lehet értelmezni. Érdemes ennél a kísérletnél említeni például az olajfoltok színeit és a színeket felhasználva becslést adni a réteg vastagságára.

A fenti jobboldali ábra csalóka lehet a diákok számára. A 8.10-es kísérlet módszertani megjegyzésében leírthoz hasonlóan itt is párhuzamos nyalábok láthatók. Természetes itt is azt feltételezzük, hogy a megfigyelő az olajréteg vastagságához képest távol van. Így az olajréteg közvetlen környezetében párhuzamosnak látszanak a nyalábok.