Raggio degli anelli di Newton luminosi

Inserisca un ordine non negativo, la lunghezza d’onda in nanometri e il raggio di curvatura in metri della lente piano-convessa. Il calcolatore applica la condizione d’inversione di fase del film sottile, restituisce il raggio in metri e millimetri e indica anche il diametro dell’anello. La prima frangia luminosa è definita di ordine zero; la convenzione è dichiarata esplicitamente per confrontare in modo coerente calcoli di laboratorio e anelli misurati.

Scelga con coerenza l’ordine dell’anello luminoso

Gli anelli di Newton compaiono quando la luce si riflette sulle due interfacce del sottile film d’aria compreso fra una lente lievemente curva e una superficie piana di vetro. Nella luce riflessa, una delle riflessioni introduce un’inversione di fase di mezzo ciclo. Il punto di contatto risulta quindi scuro nella configurazione ideale, mentre gli anelli luminosi si formano fra anelli scuri consecutivi. Questo calcolatore assegna l’ordine zero al primo anello luminoso e usa il fattore m più un mezzo. Inserisca 0 per la frangia luminosa più interna, 1 per quella successiva e così via. La convenzione è importante perché alcuni appunti di laboratorio chiamano anello 1 il primo anello luminoso visibile, pur adottando una formula con indice algebrico iniziale zero. Se la Sua fonte numera gli anelli luminosi a partire da uno, sottragga uno prima di inserire l’ordine. Verifichi inoltre di misurare un anello luminoso riflesso e non un anello scuro riflesso o trasmesso, poiché questi casi seguono condizioni diverse. Una definizione uniforme evita un errore sistematico di mezzo ordine che non può essere corretto cambiando unità o arrotondando il raggio finale.

Inserisca lunghezza d’onda e curvatura nelle unità indicate

Specifichi la lunghezza d’onda in nanometri e il raggio di curvatura della lente in metri. Una tipica lunghezza d’onda monocromatica della luce visibile può essere di alcune centinaia di nanometri, mentre una lente piano-convessa da laboratorio può avere un raggio di curvatura compreso fra una frazione di metro e diversi metri. Prima di applicare la formula, il calcolatore converte la lunghezza d’onda in metri, garantendo la coerenza dimensionale del raggio ottenuto. Usi la lunghezza d’onda nel vuoto, salvo che l’esperimento definisca espressamente una lunghezza in un altro mezzo. L’equazione standard presuppone un film d’aria con indice di rifrazione circa uguale a uno, incidenza normale o quasi normale, superficie sferica della lente e spessore del film molto inferiore al raggio di curvatura. Il raggio richiesto non è quello fisico dell’apertura circolare della lente, bensì il raggio della sfera da cui deriva la superficie ottica curva. Di norma è indicato dal produttore oppure determinato separatamente con uno sferometro. Sono ammessi soltanto valori positivi e finiti, perché una lunghezza d’onda o una curvatura nulla o negativa non ha significato fisico in questo modello.

Interpreti il raggio e il diametro calcolati

Il calcolo usa r_m al quadrato uguale a parentesi m più un mezzo parentesi per la lunghezza d’onda per R, dove r_m è il raggio dell’anello luminoso, m è l’ordine luminoso con base zero e R è il raggio di curvatura. Il raggio restituito rappresenta la distanza dal centro di contatto alla frangia selezionata, non la distanza attraverso l’intero anello. Per il confronto con misure al microscopio o con fotocamera, il calcolatore fornisce anche il diametro, pari al doppio del raggio. I valori sono disponibili in metri e millimetri senza imporre un arrotondamento di visualizzazione, così il software successivo può scegliere la precisione adatta all’esperimento. Gli anelli reali possono differire dalla previsione ideale a causa di polvere, contatto imperfetto, superfici non sferiche, illuminazione obliqua, luce a banda larga o liquido nell’intercapedine. Per stimare una curvatura o una lunghezza d’onda ignota, misurare più anelli e adattare il quadrato del raggio in funzione dell’ordine è in genere più affidabile che usare una sola frangia. Lo strumento esegue il calcolo diretto del modello ideale; non adatta dati sperimentali e non stima l’incertezza.