Newtonsche Ringe
Statt der Linse legt man einen Glaszylinder quer auf die Glasplatte, er berĂŒhrt sie entlang einer Linie. Welche Interferenzfigur siehst du von oben?
ErklĂ€rung: Wie auf der Seifenblase sind die Interferenzstreifen Höhenlinien gleicher Schichtdicke. Beim Zylinder hĂ€ngt die Spaltdicke nur vom Abstand zur BerĂŒhrlinie ab â Linien gleicher Dicke sind Geraden parallel zu ihr. Bei der rotationssymmetrischen Linse hĂ€ngt sie nur vom Abstand r zum BerĂŒhrpunkt ab â deshalb dort Ringe.
Wie verteilen sich die dunklen Newtonschen Ringe (r_k â â(kλR)) mit wachsendem k?
ErklĂ€rung: Der Radius wĂ€chst nur mit der Wurzel aus k â von Ring 1 bis Ring 4 verdoppelt er sich lediglich. Der Grund ist die quadratisch anwachsende Keildicke d = rÂČ/(2R) â gleiche Dickenschritte kλ/2 werden nach auĂen in immer schmalere r-Streifen gepresst. Vergleiche im Applet râârâ mit râârâ
.
Dass Glasplatte und Linse farbige Ringe zeigen, beweist, dass Glas und Seife farbige Stoffe enthalten.
ErklĂ€rung: Glas und Seifenlösung sind praktisch farblos â die Farben entstehen allein aus Schichtdicke, Gangunterschied und Auslöschung. Dieselbe Physik malt Ringe auf farbloses Glas, BĂ€nder auf die Blase und Schlieren auf den Ălfilm der PfĂŒtze.
Im Zentrum der Newtonschen Ringe, wo sich Linse und Platte berĂŒhren, ist die Figur im reflektierten Licht hell.
ErklĂ€rung: Bei d = 0 bleibt vom Gangunterschied genau der Phasensprung λ/2 â destruktive Interferenz fĂŒr jede WellenlĂ€nge, wie beim schwarzen Loch der Seifenblase. Der dunkle Zentralfleck ist derselbe Effekt in kontrollierter Form.
Wie macht die Newton-Anordnung aus dem Schillern ein Messverfahren fĂŒr die WellenlĂ€nge?
ErklĂ€rung: Der entscheidende Fortschritt gegenĂŒber der Blase ist die kontrollierte, zeitlich stabile Dicke d = rÂČ/(2R). Damit wird aus der Auslöschbedingung 2d = kλ eine Messformel â Ringradius messen, λ ausrechnen.
Eine frisch geschliffene Linse liegt auf einem PrĂŒfglas; die Newtonschen Ringe sind an einer Stelle verbeult statt kreisrund. Was folgt daraus?
ErklĂ€rung: Jeder Ring ist eine Höhenlinie der Spaltdicke. Eine Delle von einem Viertel der WellenlĂ€nge verschiebt die Auslöschbedingung lokal um einen halben Ring â das Ringbild macht Formfehler sichtbar, die kein Messschieber der Welt erfasst.
Man beleuchtet die Newton-Anordnung mit blauem statt mit rotem Licht. Was passiert mit den Ringen?
ErklĂ€rung: r_k â â(kλR): KĂŒrzere WellenlĂ€nge, kleinere Radien. Daraus lĂ€sst sich umgekehrt die WellenlĂ€nge bestimmen.
Mit einer Linse gröĂeren KrĂŒmmungsradius R werden die Newtonschen Ringe gröĂer.
ErklĂ€rung: r_k â â(kλR) wĂ€chst mit R: Eine flachere Linse lĂ€sst den Luftspalt langsamer dicker werden, die Ringe liegen weiter auĂen.