DSCF6640

236

c. Aberracja chromatyczna

Używając przysłony, w której otworki wycięte są w pewnej odległości od środka, należy znaleźć ogniskową f_c dla przypadku, gdy użyty został filtr czerwony oraz ogniskową f_F dla filtru fioletowego (lub niebieskiego). Jeśli za „średnią” wartość ogniskowej przyjąć / = (f_c +fr)l^< ^t0 Wlrą względnej aberracji sferycznej będzie:

f fc+fr

Pytania

1.    Czy zależność astygmatyzmu od tg² a, przewidywana przez wzór 12, jest „silniejsza” czy „słabsza” od liniowej?

2.    Jaki wpływ na wielkość aberracji może mieć zmienność współczynnika załamania soczewki w zależności od odległości od osi optycznej (efekt taki występuje np. w soczewce oka)?

0-2. Pierścienie Newtona [39| 1. Wstęp

Jeśli oświetlimy umieszczoną na płaskiej płytce szklanej soczewkę płasko--wypukłą o dużym promieniu krzywizny światłem monochromatycznym ze źródła rozciągłego, padającym niemal prostopadle na układ, będzie można zobaczyć kołowe prążki, współśrodkowe z punktem styczności soczewki z płytką. Prążki takie, obserwowane już w XVII w., nazywane są pierścieniami Newtona.

W przypadku, gdy promień krzywizny soczewki przewyższa znacznie zarówno grubość warstwy powietrza d jak i promień pierścienia I można wykorzystać przybliżony związek:

11R² - (| I d)² = R² - R² $ 2Rd - d² s

Zaniedbujemy również to, że pierścienie nie są obserwowane bezpośrednio, lecz poprzez badaną soczewkę.

R - promień krzywizny soczewki r - promień pierścienia

d - grubość warstwy powietrza pomiędzy soczewką i płytką Rys. 89. Schematyczny (a) i nieco bardziej dokładny (b) przebieg wiązek światła w układzie

Pierścienie widoczne są w tych miejscach, gdzie w wyniku interferencji zachodzi wygaszanie lub wzmacnianie fal odbitych od dolnej powierzchni soczewki oraz od podstawy (por. rys. 89b). Całkowite wygaszenie (maksymalne wzmocnienie) przypada w połowie grubości pierścieni ciemnych (jasnych). Ciemne prążki odpowiadają takiej grubości warstwy powietrza, dla której różnica dróg optycznych pomiędzy dwoma interferującymi ciągami fal jest równa nieparzystej liczbie pólfai. Ponieważ przy odbiciu od górnej powierzchni płytki szklanej (na granicy powietrze-szkło) faza drgań zmienia się o jc, co odpowiada drodze 2/2, więc na odcinku 2nda2d (współczynnik załamania powietrza jest bliski jedności) powinna mieścić się parzysta liczba półfal:

2m^ = IJ!—>r¹ = mJU    (2)

2 2R

gdzie m = 0, 1, 2, 3, ...

1

Zastosowanie

Badanie obrazu interferencyjnego typu pierścieni Newtona może służyć do oceny stopnia regularności powierzchni, tzn. do wykrywania i pomiaru zmian krzywizny. Po unieruchomieniu soczewki i sztywnym związaniu płytki z tubusem mikroskopu, możliwy staje się pomiar małych przesunięć.