🧪 تجربة حلقات نيوتن Newton's Rings

تهدف التجربة إلى دراسة ظاهرة التداخل بين السطح المنحني للعدسة والسطح المستوي للوحة الزجاجية، وملاحظة حلقات نيوتن الناتجة عن التداخل، ثم استخدام القياسات لتحديد نصف قطر تقوس العدسة.

📘 نظرية التجربة

عند وضع عدسة مستوية محدبة فوق لوح زجاجي مسطح، يلامس السطحان بعضهما في نقطة واحدة تقريبًا، ويتكون فراغ هوائي رقيق يزداد سمكه تدريجيًا كلما ابتعدنا عن نقطة التلامس. عند إضاءة النظام بضوء أحادي اللون، يحدث تداخل بين الأشعة المنعكسة من السطحين، مما يؤدي إلى ظهور حلقات مضيئة ومعتمة تُعرف باسم حلقات نيوتن.

الحلقات المضيئة:

2t = m λ

الحلقات المعتمة:

2t = (m + ½) λ

العلاقة بين نصف قطر الحلقة r ورقم الحلقة m:

r2 = (m − 1) R λ

حيث R نصف قطر تقوس العدسة، وλ الطول الموجي للضوء. يمكن إيجاد R من ميل الخط البياني للعلاقة r² مقابل (m − 1).

🧰 الأدوات المستخدمة

Newtons Rings

🛠️ خطوات العمل

  1. ضع العدسة فوق اللوحة الزجاجية بحيث تلامس سطحها المستوي.
  2. وجه ضوء الصوديوم أو الزئبق نحو النظام.
  3. ركب فلتر اللون المطلوب (أصفر، أخضر، أزرق) عند استخدام مصباح Hg.
  4. لاحظ حلقات نيوتن واضبط العدسة حتى تظهر بوضوح.
  5. قم بقياس نصف قطر كل حلقة يمينًا ويسارًا rL و rR.
  6. احسب متوسط نصف القطر r ثم r² لكل حلقة.
  7. ارسم العلاقة بين r² و (m − 1).
  8. استخرج ميل الخط لتحسب نصف قطر تقوس العدسة R.

🎛️ اختيار الفلتر والطول الموجي

📊 جدول إدخال القياسات

رقم الحلقة n rL (mm) rR (mm) متوسط r (mm) r² (mm²) (n − 1)

📈 الرسم البياني r² مقابل (n − 1)