Гл2(стр26-36) (1022089), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

а)интерференционное зеркало

n₁>n₂>n₀, n₁d₁=n₂d₂=/4

б)интерференционный светофильтр

n₁>n₂>n₀, n₁d₁=n₂d₂=/2

Если для оптической толщины пленок выполняется условие d₁n₁=d₂n₂=₀/2 (рис.2.14б), то легко видеть, что отраженные от границ раздела слоев световые волны будут в противофазе и, следовательно, ослаблять друг друга. При достаточно большом количестве слоев коэффициент отражения для света с длиной волны будет равен практически нулю (коэффициент пропускания близок к единице), а для света с другими длинами волн коэффициент отражения близок к 100%. В этом случае имеем узкополосный интерференционный светофильтр для света с длиной волны ₀.

Контроль формы поверхности различных плоских деталей в простейших случаях может быть осуществлен с помощью так называемых мерных пластин. Мерная пластина представляет из себя стеклянный диск с высококачественной поверхностью. Процесс измерения заключается в наложении пластины на контролируемую деталь, при этом между поверхностью детали и пластиной образуется воздушный зазор, толщина которого зависит от качества исследуемой поверхности. При освещении пластины монохроматическим светом наблюдаются интерференционные полосы равной толщины, форма которых зависит от конфигурации неровностей поверхности, а расстояние между полосами – от их высоты (см. рис. 2.15).

Рис.2.15

Исследование потоков жидкостей и газов также часто осуществляется с использованием явления интерференции. Так на рис. 2.16 представлена интерференционная картина, полученная при фотографировании в монохроматическом свете быстрого потока мыльной воды с закрепленной в нем тонкой шелковой нитью (Zhang, J., Childress, S., Libchaber, A. & Shelley, M. Nature 408, 835- 839, 2000).

На фотографии видно, что в потоке жидкости образуется вихревая дорожка, состоящая из двойного ряда расположенных по разные стороны от нити вихрей. Похожее явление возникает, когда поток воды обтекает выступающий из реки камень, или когда начинает звучать обдуваемая ветром струна (“эолова арфа”).

Рис. 2.16

Описываемый эксперимент позволяет объяснить одну из старейших проблем механики жидкости и газа, - что заставляет флаг полоскаться на ветру.

Интерферометры - оптические приборы, основанные на явлении интерференции световых волн. Интерферометры получили наибольшее распространение как приборы для измерения длин волн спектральных линий и их структуры; для измерения показателя преломления прозрачных сред; в метрологии для абсолютных и относительных измерений длин и перемещений различных объектов; измерения угловых размеров звезд; для точного контроля формы, микрорельефа и деформации поверхности оптических деталей и чистоты металлических поверхностей и т.д.

Рис. 2.17

Принцип действия интерферометров основан на пространственном разделении пучка света с помощью того или иного устройства с целью получения двух или более взаимно когерентных лучей, которые проходят различные оптические пути, а затем сводятся вместе и наблюдается результат их интерференции.

Рассмотрим устройство наиболее известного двухлучевого интерферометра - интерферометра Майкельсона (схема его приведена на рис.2.17). Параллельный пучок света от источника L падает на полупрозрачную пластину P₁, разделяется на два когерентных пучка 1 и 2. После отражения от зеркал M₁ и M₂ и повторного прохождения луча 2 через пластину P₁ оба луча проходят в направлении АО через объектив О₂ и интерферируют в его фокальной плоскости. Пластина P₂ компенсирует разность хода между лучами 1 и 2, возникающую из-за того, что луч 2 дважды проходит через пластину P₁, а луч 1 ни одного.

Наблюдаемая интерференционная картина соответствует интерференции в воздушном слое, образованном зеркалом М₂ и мнимым изображением М₁ зеркала М₁ в пластине P₁. Если слой плоско-параллелен, то будут получаться полосы равного наклона, локализованные в бесконечности. Если M₂ и М₁ образуют воздушный клин, то наблюдаются полосы равной толщины, локализованные на поверхности этого клина.

При высокой степени монохроматичности используемого света (большой длине когерентности) интерферометр Майкельсона позволяет наблюдать интерференцию очень высокого порядка (10⁶). Это дало возможность ввести новый стандарт длины - длину световой волны.

Хорошо известно, что использование в качестве первичного эталона длины метрового платинового стержня, хранящегося в Париже, представляло ряд неудобств. Путем интерферометрических измерений можно определить, сколько длин волн какой-либо спектральной линии укладывается в одном метре, и затем считать первичным эталоном приведенную к вакууму длину волны этой линии, излучаемой стандартным источником света. В 1954 г. Международный конгресс метрологов решил принять в качестве эталона длину волны оранжевой линии (₀6,05610^-10 м) атома криптона с массовым числом 86. Было установлено, что в одном метре укладывается 1 650 763,73 длины волны в вакууме этой линии атома криптона, и тем самым определен первичный эталон длины.

Характеристики

Список файлов книги