کاربرد حلقه های نیوتون در صنعت

حلقه های نیوتن چطور تشکیل می شوند و شکل و فاصله آنها به چه پارامترهایی بستگی دارد. برای اینکه کاربرد یک پدیده یا اثر را بتوانید ارزیابی کنید یا بر پایه آن ایده ای بتوانید برای بکارگیری طرح کنید باید ببینید که آن پدیده به چه پارامترهایی بستگی دارد و قطعا باید آن پدیده را خوب شناخت تا این بستگی ها را ارزیابی کرد و بکار گرفت.

وقتی که نور به یک سطح صیقلی دی الکتریک می تابد، مقداری از آن بازتاب می شود. اگر یک عدسی که یک طرف ان حداقل محدب یا کوژ باشد و انحنای آن چندان زیاد نباشد را از سمت برجسته روی یک شیشه تخت صیقلی قرار دهیم، مقداری از نور از سطح شیشه و مقداری از سطح عدسی بازتاب می کند. این دو نور می توانند با هم تداخل کنند. نقشهای شبیه به این پدیده را وقتی که یک شیشه نازک مثل لامپ میکروسکوپ را روی یک شیشه ضخیم مثلا شیشه روی میزتان قرار می دهید و با ته خودکارتان روی آن فشار می آورید، می بینید. البته باید دو سطح که در تماس قرار می گیرند خیلی تمیز باشند. این نقشهای تداخلی با فشار خودکارتان تغییر می کنند و نوارها جابجا می شوند. جالب است که این نقشها زیر نور لامپ فیلامنتی خیلی با تعداد کمتری از نور لامپ مهتابی دیده می شوند. اگر لیزر بتابانید تعداد نوار خیلی بیشتری را مشاهده می کنید. موقعیت نوارهای تداخلی در واقع مکان هندسی نقاطی است که فاصله سطح عدسی با سطح تخت مضربی از طول موج باشد. و این نقاط در مثال عدسی و سطح تخت به صورت دایره است. در این صورت حلقه اول موقعیتی را نشان می دهد که فاصله سطح عدسی تا سطح شیشه تخت حدود نیم میکرومتر است. اگر نور سفید به آن بتابانیم و با دقت به نوارها نگاه کنیم هر حلقه در واقع از یک هاله رنگین کمانی تشکیل شده است که شرط برای هر رنگ نور را ارضاء می کند. همینطور حلقه دوم فاصله حدود 1 میکرومتر است. جالب است که حلقه های مرکزی فاصله زیادی دارند و با افزایش حلقه ها به تدریج به هم فشرده تر می شوند و البته هرچه انحنای عدسی بیشتر باشد این فشرده شدن سریعتر اتفاق می افتد.

در نتیجه حلقه ها از طرفی نشان دهنده این است که منبع نور چه جنسی است و به عبارتی دقیقتر همدوسی آن بر حسب طول موج چقدر است. اگر مثلا 4 الی 5 حلقه قابل مشاهده بود یعنی نور همدوسی حدود 2 الی 3 میکرومتر دارد. از طرف دیگر قطر حلقه ها نشان دهنده شعاع انحنای عدسی است که قابل اندازه گیری برای طول موج خاص است. از آن جالبتر در صورتی که عدسی دارای مشکل در ساخت باشد و احیانا بخشی از آن اعوجاج داشته باشد، همانجا نوارهای تداخلی دارای انحراف می شود و به شکل دایره منظم نخواهند بود. همچنین ممکن است عدسی کاملا منظم باشد ولی فضای بین عدسی و سطح تخت حاوی مواد ناهمگن یا ناهمسانگرد باشد که دقیقا در همان مواضعی که مایع یا گاز نظم فضای بین دو سطح را به هم زده است، شاهد اعوجاج در نوارها خواهیم بود. طول موج هم در قطر حلقه ها مؤثر است که می تواند برای برخی اندازه گیریها بکار رود.

در کل برای طرح ایده کاربردی از یک پدیده علمی باید آن را خوب شناخت و مدل رفتار آن را ترسیم کرد. سپس با طرح فرضهایی این مدل را توسعه داد و از آن طریق تلاش کرد تا امکانات و قابلیتهایی بدست آورد که آنها می توانند منشا طرح ایده بشوند.