Гука кольца - интерференц.
полосы
равной толщины в форме колец, расположенных концентрически вокруг точки
касания двух сферич. поверхностей либо плоскости и сферы.
Впервые описаны Робертом Гуком в 1665 году, однако это открытие было
присвоено Исааком Ньютоном. Интерференция света происходит в тонком зазоре
(обычно воздушном), разделяющем соприкасающиеся поверхности; этот зазор
играет роль тонкой плёнки (см. Оптика тонких слоев ).Н.к. наблюдаются
и в проходящем, и - более отчётливо - в отражённом свете. При освещении
монохроматич. светом длины волны
Н. к. представляют собой чередующиеся тёмные и светлые полосы (рис. 1).
Светлые возникают в местах, где разность фаз между прямым и дважды отражённым
лучом (в проходящем свете) или между лучами, отражёнными от обеих соприкасающихся
поверхностей (в отражённом свете), равна
(п
= 1, 2, 3, ...) (т. е. разность хода
равна чётному числу полуволн). Тёмные кольца образуются там, где разность
фаз равна
Разность фаз лучей определяется толщиной зазора
с учётом изменения фазы световой волны при отражении (см. Отражение
света). Так, при отражении от границы воздух - стекло фаза меняется
на
а при
отражении от границы стекло - воздух фаза остаётся неизменной. Поэтому
в случае двух стеклянных поверхностей (рис. 2), с учётом различий в условиях
отражения от ниж. и верх. поверхностей зазора (потеря полуволны), т-етёмное
кольцо образуется, если
т. е. при толщине зазора
Радиус rт т-го кольца определяется из треугольника
А-О-С:
Рис. 1. Кольца Гука в отражённом свете.
Рис. 2. Схема образования колец Гука:
О - точка касания сферы радиуса R и плоской поверхности;
- толщина воздушного зазора в области образования кольца радиуса rm.
Откуда
для тёмного m-го кольца rт =
Это
соотношение позволяет с хорошей точностью определять
по
измерениям rт. Если
известна, Н. к. можно использовать для измерения радиусов поверхностей
линз и контроля правильности формы сферич. и плоских поверхностей. При
освещении немоно-хроматич. (напр., белым) светом Н. к. становятся цветными.
Наиб. отчётливо Н. к. наблюдаются при малой толщине зазора (т. е. при использовании
сферич. поверхностей больших радиусов).
А. П. Гагарин
|
![]() |