Борн М.,Вольф Э. - Основы оптики (1070649), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Мы видим, что видность превышает 0,9, если е меньше ~«ПР или, согласно (20), если рззность фаз в точке Р от элен«энтон источника не больше п)2. Если с помощью этого веско! ько произвольного условия определить максимальную ширину щели, при которой вндпосгь палас еще остается удовлетворительной, то на асионаниц (19) падучим с~ =. Х«пЬМ (о — Ь)нз( плн, используя (1О), е( «н ., (26) сз Я мзз с а (а — И н ян а ' зк Ю где, как и раньше, и — уголмежРнс.7.!!.Изменение нндностн пюос нрн уне. лнченнн ширины нето«нека н виде Шенк (зеркале Френеля).
Разумеется, допустимая вели- чина е увеличивается с уменьшением (а — Ы, т. е. во мере приближения плоскости наблюдения к зинин пересечения зеркал. Например, в типичном случае и = 2', и = 120 см, Ь = 100 см, Х« — 5500 А н и = 1 имеем с=0,7 мм; расстояние между светлыми полосами, согласно (8) и (10), рассчитывается по форм>ле аЛ,725п шд а, и и нашем случае опо равно 0,57 .н,н. Падобныс же рассуждения' относительно ширины источника применимы к бнпрнзмг Френеля, билннзе Вийе, к устройству 1Опга.
С зеркалом Ллойда положение иное, так как смещение источника Я в направлении, перпендикулярном к плоскости зеркала, вызывает смещение его изображ«ния и противоположном направлении. Слсдовательпо, с источником в виде щели кс«печной ширины в элементарных картинах центральные мпним>мы в плоскости зеркала совпадают, на рнгстаянне иезиду минимумами разлвчно, так что видность полос умею шаегся с увеличением расстояния от плоскости зеркала, 7.3.5. Измерение апти- Рнс.
7,!Э. Схема, нннюстрнргюшен ирине«ение линзы чесеаь разности хода; интер- н >с«розе«ее >беге. ферометр Ранен. Вагпозп зоннпши«н нынодаын теории дифракции, можно утверждать, что свет пг вторичных источников Я«и 5«в опыте Юнга имеет наибальпбю ннт«нсивносгь в направления геометрических лучей гш перничнаго источника 5. В опыте (Онга этн лучи за экраном расходятся, но с помона«к« линзы, поставленной перед отверг«и«««п«(рис. 7,12), ях можно свести в тачку О, сопряженную онносителыю линзы с 5. Тогда интенсивность интерферепцион>1ой картины вблизи 0 увеличивается, и можно наблюдать интерференпноиные полосы при отверстиях 5, и Я„находяп!ихся значительно дальше друг от друга. Рассюнние между соседними светлыми полосами по-прежнему ранна а).«(ги1, и если линза дает стнгматнческое изображение точки 5', то, согласно принципу равенства оптического $ 7.31 двтхлгчевдя ннтегбегхнция.
делания волнового ьеонтз 253 пути, полоса нулевого порядка будет располагаться в О. Если же линза не дает стигчзтнческого изображения, полоса нулевого порядка счестктся яз О нв величину, зэвисщпую от оптяческой разности хода от 5 до О через оба отнерстия. При оптической разности хола Лзт' смешение будет в Лщ раз больше расстоянии между соса>гн>гмн светлыми полосами, где Лгп = —. Ь,У хэ Очевидно, что такое уст ройгтно можно игпользовэть для количественного нспьпанкя каггстза линз, как бто было сделано ййайксльсоном П).
если одно из отверстий нсподвнжяо относительно центра линзы, то, измеряя Лгп при раз.>ичных ~гоггожениях другого отверстая, чо,кно определить отклонение волнового фронта, идущего из 5, от сфер и >ности после прохождения линзы (волновая аберрация). диалогично, если прозрачная пластинка толщиной ) с показателем преломления п' ггоэгепгег~а и пу юк света, иду>чин оз 5„то оптическая длина вуги )55;О] увеличивается на (л' — и)), и порядок> интерференции в точке О изменится на величину Лгп = (л' — и> г Хз Излгеряя Лпг, ) и Х„можно определить разнгють (и' — и) между показателями преломления п,частники п окружающей среды. Па этом основано устройство пнгпгрфгрохмтрп Радея 12), применяемого для точных нзмсрсний по- т б) казателей прелочлсния газов.
Схег мз соврзэгеггггой модели этого прибора показана на рас. 7.13. Свет $г г> от щели 5 коллнмируется линзой Х,' 7> хх и затем падвпг на две другие а) щели 5, и 5>, параллельные 5. Б) ц Параллельные пучки снега от 5, и 5. проходят герез разные газовые кюветы Тг и 7', и собираются линзой й„ в фокальной плоскости кобг торой образуются интгрференцнонные полосы, параллельныс ще Рхв 7.13. Схем» кнтсгфсроисгра Радея. лям *). Помещение газовых кювет кэ.б э в пучки снетз заставляет значительно увеличить расстояние между щелями 5, и 5„вследствие чего иптерференциокпые полосы расг>олагаются тесно, и для их наблюдения требуется большое унеличешге.
Ширина щели 5 также не может быть большой, и, следовательно„яркость картины невелика. Так как увеличение треоуется только в направлении, перпендикулярном к полосам, то для этой цели хорошо подходит пилнндрпчсский оку,гяр в инде товкой стеклянной палочки с длшгной огью, параллельной полосам. Карт>>и>>, рассматриваемая таким образом, зпачптельпо ярче, чем при использовании сферического окуляра. Применение цплвндрического окуляра имеет еще и другое важное преимущсстщ>, позволяя получить ьюрую фиксированную спгч ему полос с таким же раг>стоннгем между полосами, как и у глав>>от>, но образованную светом от источников 5, и 5„прошедгппм ниже газовых кювет.
Вторая система полос может слу>кггтыпка>лои для отсчста. С помо>цып стеклянной пластинки Ожгу шкалу смещак>г по вертикали тзк, чтобы ее верхний края соприкасался с нижним краем глзвиой системы. Резкая линия раздела между пнмн — зто край пластинки О, вабмодаемый через гт>гггзу (2о) ") точное Рбгпведелеибг интенсивности з фокальнба пласкостн аннам ьг момвэ пдйта кв теории аафракцни Фраунсафера (см, й 8.8).
влеиенты теОРии интеРФЕРенпин и ннтеРФеРОНРтРы [гл. 7 Еэ. Следовательно, определение смещения главной системы полос, обусловленного нзмененисль оптических путей в кюветах Т> и Та целиком зюьнгит от остроты зрения глаза, которая, нообьце говоря, велниа, и таким способом можно обнаружить смешения, примерно равные 1!40 порядка. Случайные смещения в оптической системе также становятся менее сушсстнснньпш, так как сказываются одновременно на обеих системах полис.
На практике удобнее компенсировать оптическую разность хада, а ие считать полосы. Зто делается следующим образом: свет, выходящий нз газовых кювет, проходит через танкпс стеклянные пластинки, одна из которых С, неподвижна, а другая С, может вращаться вокруг го)ьь>зоьыа >ьной оси, что позволяет плавно изменять оптическук> длину пути спета, выходящего из5э.
Такой компснсзтор калибрустся н моньжроматическом саста лля того, чтобы Определить величину поворота пластинки, соответстауюп!)ю смешению яа один порядок н главной сигтел е полос. В этом случае система полос служит нуль-нндикатором равенства оптических путей [55>01 и [55ЕО!. Обычно работа с прибором происходи~ следующим образом: газовые кюветы откачивают, и в белоль свете с помощью компенсатора примерно совмещают полосы главной системы н шкалы; затем добиваются точного совпадения пулевых порядков в мопохроматическом свете, после чего одну из кювет заполня!от исследуемым газом и снова, спорна в белом свете, а >ьо«ом в монолраматнчсском сонмешан>т, используя компенсатор, нулевые порядки. Разница между двулья установками компснсатора позволяет определнть по его калибровие смешение порядка Дш н главной системс полос, вызванное присутствисл! газа в кювете.
Показатель преломления этого газа и' находят нз (28), а именно: (и 1) ! Д (29) где 1 длина газовой кюветы. При обычных значениях 1= 100 ем, л,= 5500 А н точности установки в 1>40 порядка можно обнаружить изменение (и' — 1) *) опало !О Оптнческне пути ат 3> и 3« да места иаблюдення ннтерфереяцааинай карпьны прахахят сзеды с Рээлнчяай да«персией; поэтому, в атлншье от простата случая, рэссыатреэнага э и. 7 3 3, ну,>езые парядкн в свете рээных длин вала, вш бщэ гаэаря, не саэ ьэдают, н э бе.шм ээээ» атсутс>вует север>ь>шьна бе шэ >юла«э У эээнэаэ«акр«пашен эа>асы да> дне -О дл«п«ко«арой срслнээ длины волны Х=)э (э эндннай области са«к >рэ), лшарээ э«э >акт ьш аз«>аэай чуэаьннтэльности глаза. Па анэлапш с тсраэпалагэей, прэнятай арн алнсышн линз, этэ аа«аеэ пээыээ«геэ аэрэлаэьи««алма.
Валь> каин«не«шар вводит оптическую разность «адэ б,у*, та парядак нн>эрферененн э тачке О рэээн «> = [(л' — Ц 1+ б,Р) —, 1 !э тэя чта дш / дл') ! ! д 'ь ! 1 Хэ ) [ Ь«У вЂ” Х~ — (Ьэ ) Паэ>аму з тачке 0 эхрамашческэя паласа будет эагдэ, когда ~й,р — х, д (лу)) = — 1~ — ! — Е,й"-) Прн такай устэпьюкэ кангюьса«арэ нуле«ай порядок лэртнвы э манахраматнческаы свете мажет нэ напасть в тачку О, тэк кэк лля нл саэпэдэянэ требуется, >тобы (Ь«У')>ч =- — (а' — 1)>„.
Вта иесавпадэннэ мажет ока«этьс» даст«>очна большим, чтобы эатрудянть нденпьфнкаяию полосы нул«эаш ааеэдкэ э чана«эачэтк ьеелач сшт«, э поэта ьу ярялааптся ярнбегать к предзэеэ«эллныа ььэльэреььня>ь прн льэлэы хак«еьпш нлн с короткой кювет«и. Зэнэшл также, чта эхрачэтпчэскэя палшэ харашо распознается, талька если з тэх.тачках кэрта>ьы, гдэ (дэь)д)ч)у =О, аблэса энэчекнй ш для л>нн эалн эяаинаьа спектр» даст«лая>>а мала. Прн зэблюдении э белом свете аута нитерфернрующих волн з средах е одинаковой дисперсией должны быть па эаэчажнаетн рээнычи. *) Вэлкчннэ [л' — 1) для обычных гаван порядка !О-' (см, табл, 1.1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
