Кольца Hьютона являются классическим примером интерференционных полос от пластины переменной толщины.

Для получения колец Ньютона на стеклянную пластинку кладут плосковыпуклую линзу большого радиуса. Предположим, что свет падает на линзу по нормали к плоской поверхности. Тогда лучи пройдут через границу воздух-стекло без преломления (луч l ₁). (Hа выпуклой поверхности линзы луч l ₁ частично отразится (луч l ₂) и частично преломится (луч l ₃). Дойдя до верхней поверхности плоскопараллельной пластинки, луч l ₃ опять частично преломляется (луч l ₄) и частично отражается (луч l ₅). То же происходит и с лучом l ₅ (лучи l ₆ и l ₇), с лучом l ₇ и так далее.) Однако, когда луч разделяется на границе раздела двух сред, интенсивность каждого из полученных лучей становится значительно меньше, чем у исходного.

Лучи l ₂ и l ₆, а также l ₄ и l ₈ могут интерферировать между собой. Интерференция лучей l ₂ и l ₆ называется интерференцией в отраженном свете, а лучей l ₄ и l ₈ – интерференцией в проходящем свете.

Найдем разность хода лучей в отраженном свете. Предположим, что радиус линзы достаточно велик, то есть длины лучей l ₃ и l ₅ приблизительно одинаковы и равны h. Тогда разность хода лучей будет равна

. (3.8.4)

Выразим толщину зазора через радиус линзы R и расстояние r от центра линзы до луча l ₁.

или .

h < < R, слагаемым h ² можно пренебречь, т.е.

или .

. (3.8.5)

Интерференционная картина будет иметь вид концентрических колец с центром в точке касания линзы и пластинки. Зная разность хода, легко найти радиусы светлых и темных колец

Выбирая наиболее удобные с точки зрения математического вида знаки, получаем

– светлые кольца; (3.8.6)

– темные кольца. (3.8.7)

нулевому максимуму.

При наблюдении колец Hьютона в белом свете можно увидеть совокупность цветных колец для малых m. Для больших m – интерференционные картины от волн различной частоты сливаются, образуя белый фон.