Per ottenere delle buone frange di interferenza, per il controllo delle superfici ottiche, tramite il cosiddetto “test plate”, è necessario disporre di un’ apparecchiatura che consenta di illuminare uniformemente, con una luce monocromatica, i due vetri sotto esame e di reindirizzare l’immagine risultante verso l’apparecchio di acquisizione o verso l’osservatore.
Il dispositivo in se è abbastanza semplice da realizzare, in quanto, come è possibile vedere nell’immagine sottostante è costituito, da una struttura portante e protettiva esterna, da una sorgente di luce monocromatica, da un diffusore e da un vetro semiriflettente posto a 45° per riflettere verso l’esterno l’immagine delle frange prodotte.
Fig. 1 – Schema generale interferometro di Newton
L’interferometro mostrato nelle figure, ha dimensioni 220x200x300 mm e lo scheletro della struttura è stato realizzato fissando tra loro una serie di aste di legno da 10×10 mm. Sono stati poi fissati sulla struttura dei pezzi di barrette di plastica a forma di “C” (o di “U”) da 5×5 mm, che fungeranno da guide su cui far scorrere in posizione i due veri. Nelle foto sottostanti è messo anche in risalto la piccola vite M3 che funge da fermo, per impedire lo scivolamento del vetro inclinato.
Fig. 2 – Schema dei componenti
Per quanto riguarda l’illuminazione, ai giorni d’oggi, è abbastanza semplice disporre di una luce monocromatica, basta usare delle lampadine a LED.
Nel progetto descritto in questa pagina è stata utilizzata una striscia a led rossi da 5 metri a 12V (4.99 € su internet) che è stata tagliata ed attaccata su un rettangolo di compensato di 200×220 mm, e disposta su 9 file parallele tale da ricoprire in maniera abbastanza uniforme tutta la superficie disponibile.
Queste strisce possono essere tagliate all’incirca ogni 4-5 cm lungo degli appositi segni e riunite collegando tra loro i rispettivi terminali di + e -, come mostrato nelle figure.
La luce emessa dei LED deve comunque pervenire alle ottiche come se fosse emessa da un’unica superficie di luminosità e intensità costante, per questo bisogna interporre, appena al di sotto dei LED un diffusore. Questo è stato realizzato smerigliando con del carborundum grana 80 (o in alternativa 120) la superficie di un vetro, che una volta satinato provvederà a diffondere quanto più equamente la luce.
Può però accadere, che nonostante si sia smerigliata la superficie del vetro per produrre una luce il più uniforme possibile, questo non avvenga del tutto, e rimangono ben visibili delle zone molto più luminose rispetto alle altre proprio in corrispondenza dei led soprastanti. Per rimediare a ciò, o si provvede a smerigliare la superficie del vetro con una grana più grossa, o si decide di smerigliare anche l’altra faccia del vetro, oppure si può aggiungere uno o più stati, a seconda della necessità, di fogli di carta da forno che ben intervengono a risolvere il problema.
Per riflettere verso l’esterno l’immagine delle frange di interferenza è necessario posizionare un vetro semiriflettente posto a 45° in modo che consenta il passaggio della luce monocromatica dalla sorgente luminosa verso gli specchi in esame, ma che poi rifletta la luce di ritorno da essi verso l’osservatore.
In alternativa al vetro semiriflettente, si può utilizzare un comune vetro lucido, il quale permetterà ugualmente il corretto funzionamento del dispositivo, a discapito di una minor luminosità dell’immagine risultante ed una decisa diminuzione del contrasto delle frange.
Ed ecco riportato un esempio di anelli di Newton che possono manifestarsi durante il test:
Mentre di seguito sono riportate altre foto del dispositivo assemblato e funzionante:
Una volta assemblato il tutto è possibile ricoprire l’intera superficie laterale con del cartoncino, o della plastica nera, per migliorare la visione ed il contrasto delle immagini, ad eccezione ovviamente del lato rivolto verso l’osservatore.
Nel seguente articolo invece: Frange di Newton-Concavità e convessità delle superfici in esame sono riportate le nozioni base per l’interpretazione delle forme più classiche delle frange di interferenza.