న్యూటన్ వలయాలు

న్యూటన్ వలయాలు లేదా న్యూటన్ రింగులు (ఆంగ్లం: Newton's rings) అనగా రెండు ఉపరితలాల మధ్య స్పర్శ బిందువు వద్ద కేంద్రీకృతమై ఏకాంతర, కేంద్రక ప్రకాశవంతమైన, నల్లటి వలయాల వరుసలు. దీనిని మొదటగా న్యూటన్1717 లో ఏకవర్ణ కాంతితో గమనించారు. వాటిని అధ్యయనం చేసిన ఐజాక్ న్యూటన్, దీనికి న్యూటన్ వలయాలు అని పేరు పెట్టారు.

Newton's rings observed through a microscope. The smallest increments on the superimposed scale are 100μm.

"Newton’s rings" interference pattern created by a plano-convex lens illuminated by 650nm red laser light, photographed using a low-power microscope.

సిద్ధాంతం

తెలుపు కాంతితో చూసినప్పుడు లైట్ వేవ్లెంత్ ఉపరితలాల మధ్య గాలి పొర వివిధ సాంద్రతలు వద్ద జోక్యం జరుగుతుంది అందుకని ఇంద్రధనస్సు రంగులు కేంద్రక రింగ్ నమూనా ఏర్పరుస్తుంది.

ఆప్టికల్ ఫ్లాట్ ఇంటర్ఫెరెన్స్

ఈ వలయాలు ఏర్పడటానికి ముఖ్య కారణము: కాంతి కిరణాలు ఒక పారదర్శక వస్తువు పై పడినప్పుడు రెండు విషయాలు జరుగుతాయి. 1) పరావర్తనం, 2) లోనికి దూసుకుపపోతుంది,

వివరణ

1) పరావర్తనం : ఒక వస్తువు తలము పై కాంతి పడినప్పుడు కాంతి కిరణాలు వెనుతిరుగుట. 2) లోనికి దూసుకుపోవుట: ఒక వస్తువు తనగుండా కాంతి కిరణాలను పంపిచుకోబడుట. ఈ రెండు చర్యల వల్లన కాంతి కిరణాలు ఒకదానితో ఒకటి కలవడం వల్ల జోక్యం జరుగును. దీని ఫలితంగా న్యూటన్ వలయాలు ఏర్పడతాయి. కిరణాల యొక్క రెండు వరుస తరంగాల యొక్క శృంగములు లేక రెండు వరుస ద్రోణుల కలయిక వల్లన నిర్మాణాత్మక జోక్యం జరిగి, కాంతి వంతమైన వలయాలు ఏర్పడును . అదే విధంగా ఒక తరంగము యొక్క శృంగముల రెండవ తరంగము యొక్క ద్రోణి కలయిక వల్ల విధ్వంసక జోక్యం జరిగి చీకటి వలయాలు ఏర్పడును. ఈ విధంగా కాంతి వంతమైన వలయాలు, చీకటి వలయాలు ఏర్పడతాయి.

న్యూటన్ వలయాల వ్యాసార్ధం

Nవ న్యూటన్ వలయం యొక్క వ్యాసార్దము :

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

ఇక్కడ

r_N -> Nవ వ్యాసార్ధం

N -> బ్రైట్ రింగ్ సంఖ్య

R -> లెంస్ యొక్క వక్రత వ్యాసార్దం

λ -> కాంతి యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం