Newton halkaları

Newton halkaları, ışığın iki yüzey, tipik olarak küresel bir yüzey ve bitişik dokunan düz bir yüzey, arasındaki yansımasıyla bir girişim deseninin oluşturulduğu bir olgudur. Bu konu hakkında ilk niceliksel incelemeleri yapan İngiliz fizikçi Isaac Newton tarafından 1666 yılında keşfedildi. Dışbükey bir cam parçası tümsek yüzü aşağıya gelecek şekilde düz bir cam üzerine yerleştirildiğinde, iki parça arasında bir hava katmanı oluşur. Bu hava katmanı ve tümsek merceğin değişen kalınlığı, merkezden itibaren yarımsal dalga boyu kaymalarına neden olur. Bu sisteme ışık gönderilirse merceğin değme noktası merkez olmak üzere eş merkezli çemberler oluşur. Oluşan bu konsantrik halkaların üst üste geldiği ve tepe noktalarının çakıştığı yerde ışık parlaklaşır; ancak tepe ve çukur noktalarının kesiştiği yerde ışık yok olur. Yansıyan ve kırılan ışıktan oluşan bu desenler birbirinin tamamlayıcısıdır. İşte oluşan bu girişim desenine Newton halkaları denir. İki halka arasındaki uzaklık λ, eğrilik yarıçapları R, N ise görünen parlak halka sayısıdır. Aşağıdaki formülle oluşan desenin incelemesi yapılabilir:

$r_{N}=\left[\left(N-{1 \over 2}\right)\lambda R\right]^{1/2},$

Adından da anlaşıldığı gibi bu çalışma ilk olarak Isaac Newton tarafından türetilmiş olmasına rağmen deneysel olarak 1664 yılında Robert Hooke'un Micrographia adlı kitabında tanıtılmıştır.

Düz yüzeyleriyle temas halinde bulanan dışbükey lenslerde Newton halkaları görünür. Görenen her renk farklı dalgaboyuna sahiptir. Çünkü gönderilen beyaz ışık gökkuşağı renklerini kapsar.

Teori

Newton halkaları oluşumu sırayla şu aşamalardan geçerek meydana gelir. R yarıçapından gelen ışık ilk tümsek lensten geçerek düz yüzeye çarpar ve eşit açıyla yansıyarak tekrar tümsek lens üzerinden yansır. Işık, yansıma sonucu 180 derecelik faz değişimine uğrar. Bunun sebebi ışığın, kırılma indisi daha büyük bir ortamdan yansımasıdır. Buna göre yapıcı ve söndürücü girişim oluşma koşulları sağlanmış olur ve newton halkaları gözlenir (havanın kırılma indisi 1 dir.). Gözlediğimiz bu asimetrik halkalar aslında düzenekte kullanılan merceğin kusurunu göstermektedir.

Dış bağlantılar

• Newton’s Eric Weisstein'ın World of Physics'inde halkalar 27 Nisan 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
• Fotoğraflar30 Aralık 2005 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
• Photograph of Newton's Kırmızı lazer ışığında kullanılan halkalar
• Newton halkalarının açıklaması ve ifadesi19 Kasım 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
• [1] 24 Nisan 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.