Newtonsche Ringe
Newtonsche Ringe (nach Isaac Newton) oder allgemein Interferenzfarben nennt man Farbsäume, die durch Interferenz an dünnen transparenten Schichten entstehen.
Es treten Interferenzbilder auf, die bei folgender Anordnung entstehen:
- Eine Plankonvexlinse mit großem Krümmungsradius R liegt mit der gekrümmten Fläche auf einer ebenen Glasplatte
- Zwischen diesen beiden Flächen besteht ein Luftkeil mit veränderlicher Dicke d.
- Beleuchtet man die Anordnung senkrecht von oben mit parallelem monochromatischem Licht, dann beobachtet man sowohl in Reflexion als auch in Durchsicht konzentrische helle und dunkle Ringe um den Berührungspunkt von Linse und Glasplatte.
Die Ringe entstehen durch Interferenz der an der oberen und unteren Grenzfläche des Luftkeils reflektierten Lichtwellen und heißen Newtonsche Ringe.
Man kann den Effekt nutzen, um die Schichtdicke dünner Schichten abzuschätzen.
Beispiele für das Auftreten von Interferenzfarben
- Farbsäume bei Dias, die in Glas gerahmt sind. Die newtonschen Ringe entstehen durch die unterschiedlich dicke Luftschicht zwischen Glas und Diafilm. Der Effekt lässt sich durch Aufrauhen vermeiden (Anti-Newton-Glas).
- Farbeffekte auf Seifenblasen.
- Farbeffekte eines dünnen Ölfilms (siehe Bild).
- Farbenspiel auf schräg beleuchteten CDs und DVDs.
- Insbesondere die Blautöne auf den Flügeln einiger Schmetterlingsarten.
- Die inneren Farben eines Regenbogens, die manchmal im Anschluss an die Brechungsfarben zu sehen sind.
Aus Interferenzfarben erhält man Hinweise auf die Schichtdicken. Der Ölfleck im Bild rechts hat eine Ausdehnung von ca. 30x30cm². Jeder Farbwiederholung entspricht eine Schichtdicke von ca. 500nm, der mittleren Wellenlänge des Lichts. Der Tropfen, der den Ölfleck verursachte, hatte demnach ein Volumen von 30-50 mm³.