Newtonova skla

Jednoduché zařízení, kterým lze pozorovat interferenci v odraženém i prošlém světle a měřit vlnovou délku světla, sestrojil anglický fyzik Isaac Newton. Tato tzv. Newtonova skla (viz obr. 53, schématicky obr. 54) jsou tvořena skleněnou deskou s rovnoběžnými rovinnými plochami (tzv. planparalelní deska), k níž je přiložena ploskovypuklá čočka (tj. čočka, jejíž jedna plocha je rovinná, druhá kulová). Kulová plocha má velký poloměr křivosti R. V okolí místa dotyku čočky s deskou vzniká tenká vzduchová vrstvička, jejíž tloušťka se mění a lze ji měnit pomocí přítlaku čočky ke skleněné desce. Při dopadu světla dochází k interferenci světla odraženého od obou rozhraní této vzduchové vrstvy. Interferenční obrazec pro monofrekvenční světlo má podobu světlých a tmavých kroužků, kterým se říká Newtonovy kroužky. Při použití bílého světla vznikají Newtonovy kroužky duhových barev (viz obr. 55).

Poloměr interferenčního kroužku (k je pořadové číslo kroužku - řád maxima), který vzniká v místě interferenčního maxima, souvisí s tloušťkou d vzduchové vrstvy podle Euklidovy věty o výšce v trojúhelníku AOS vztahem .

Trojúhelník AOS je pravoúhlý, neboť je sestrojen nad průměrem kružnice, která ohraničuje ploskovypuklou čočku. Jedná se tedy o aplikaci Thaletovy věty.

Vzhledem k tomu, že , můžeme psát . Odtud .

Obr. 53	Obr. 54

Interferenční maximum nastane, je-li dráhový rozdíl odražených vln roven , tedy , odkud , což je vztah pro vzduchovou vrstvu (s indexem lomu ) a kolmý dopad světla na Newtonova skla. Po dosazení dostáváme , odkud , kde je průměr interferenčního kroužku, který se lépe měří. Abychom snížili nepřesnost při měření vlnové délky dopadajícího světla, je vhodnější změřit průměry a dvou různých kroužků, pro něž platí: a . Odtud úpravou obou rovnic dostaneme: .

Obr. 55

Chyby při měření průměrů interferenčních kroužků vznikají tím, že vrchol kulové plochy čočky nedosedne přesně na skleněnou desku, …