Apparecchio per gli anelli colorati di Newton
Tratto da Roberto Vergara Caffarelli, STRUMENTI SCIENTIFICI TRA XVIII E XIX SECOLO NEL DIPARTIMENTO DI FISICA DELL' UNIVERSITA' DI PISA, in:C.A. Segnini e R. Vergara Caffarelli, ANTICHI STRUMENTI SCIENTIFICI A PISA (SEC. XVII - XX), pp. 136, Pisa, 1989.
Descrizione
Una lente piano convessa di curvatura assai grande e un disco di vetro piano sono tenuti insieme da una robusta montatura di ottone composta di un anello con un largo bordo per tenere i vetri, chiuso da un altro anello piatto, che tiene e comprime il sistema ottico per mezzo di tre viti equidistanti disposte ai bordi. Lo spessore dello strato d'aria tra la lente e il vetro può essere fatto variare per mezzo delle tre viti, che hanno una testa sufficientemente grande.
La base di legno, il cui piano è foderato con tessuto nero, incollato direttamente al legno per evitare le riflessioni, è forata al centro. Una vite, che agisce dal basso, blocca l'anello, che è tenuto alquanto sollevato da un tubetto di ottone che fa da distanziatore.
Newton si occupò a lungo del fenomeno degli anelli colorati, prodotti al centro di questo sistema ottico, perché era difficile darne una spiegazione nell'ambito della sua teoria della luce, che supponeva costituita di particelle. Aveva osservato che lo strato d'aria posto tra la lente e la lasta di vetro aveva spessore che aumentava, man mano che cresceva la sua distanza dal punto di contatto e che gli anelli si succedevano a distanze, corrispondenti a spessori dell'aria i cui rapporti erano come i numeri naturali.
Newton suppose che le particelle emesse, che provocano l'impressione di luce arrivando all'occhio, oltre alla loro velocità di traslazione avessero un moto di rotazione, costante per ogni colore, ma differente per colori differenti. Inoltre suppose che le particelle avessero polarità come gli aghi magnetizzati: un polo era di attrazione, l'altro di repulsione. Se la particella arrivava a un corpo trasparente presentando il polo di attrazione, veniva trasmessa, se presentava il polo di repulsione, veniva riflessa.
Se la distanza tra la lente e il vetro è d, supponiamo che la particella faccia un giro completo, nel tempo necessario per traversare d. Si presenterà alla fine dello strato con la stessa polarità che aveva quando era entrata: se, per esempio, la polarità era positiva, entrerà nel vetro e per l'occhio è perduta. Per la simmetria del sistema ottico l'insieme di queste particelle trasmesse provoca un anello oscuro. Lo stesso avviene per gli anelli brillanti, la cui spiegazione segue un ragionamento analogo. Nei punti in cui lo spessore dello strato d'aria è un numero intero di lunghezze d'onda, che possiamo interpretare come un numero pari di semilunghezze d'onda si ha un indebolimento di luce; quando lo spessore equivale a un numero dispari di semilunghezze d'onda, si ha un rinforzo della luce.
BIOT (18243), t. II, pp. 375-386 e 452-473. GERBI (1825) t. V, pp. 119-134. MATTEUCCI (18421) v.III, pp. 273-281. MAJOCCHI (1850), t. II, pp. 167-170. CHWOLSON (1906) tt.II,1er fasc., pp. 598-599. BATTELLI, CARDANI (s.d. ma prima del1917), pp. 387-394.