Борн М.,Вольф Э. - Основы оптики (1070649), страница 76
Текст из файла (страница 76)
е. сез й з!п ) юь» — — — )т1=0, 1, 2... >г я" — из ми>р 2пзаи ' Пелссы сепгветствуют тсчкем с сдинвкавым >р н в измен случае будут вертнкзльиы. Однако прп р — 48' порядок интерференннн значительно етлгчзется ет пулевого н с таким рвспплажением плвстнн лопесы в белом свете не ввблюдвются. а внутренние несеребренные поверхности — почти параллельны (рне. 7.48). н освещают параллельным пучком света. Падающему лучу ЯЛ, лежащему в главном сечении клиньев, соответствуют лва луча: 6ЛВСО и БЛОЕР, которые после выхода из второй пластины пересекаются н мнимой точке Р, лежащей сзади вее. С квазимонохромзтнческим не очень балыцим источником интерференцнониые полосы, кажущиеся расположенными вблизи Р, можно наблюдать в микроскоп М.
В этой области полосы направлены под прямым углом к плоскости, определяемой обоими выходящими нз плзсгин лучами, т. е. параллельны ребрам клиньев. Исследуемый объект О помещают между пластинами на пути луча СО. Изображение Р' точки Р передней поверхностью второй пластины также лежат яэ луче С6, а маяопачоженпе этого изображения зависит от наклона пластин. По Пркнгсгейму (35) точка Р' находится приблизительно на половине пути между пластицамп, если их внутренние поверхности параллельны, но незначительный панорот любой пластины вокруг аси, параллельной ребру клана, вызывает заметное смещение Р'.
Таким образом, точку Р' можно совместить с О, и в поле зрения микроскопа изображение объекта и система интерферепциоппых полос наложатся друг на друга. Изменение порядка интерференции в точке Р', вызванное введением объекта О, определяется компенсатором. Отсюда, зная толщину объекта в Р', можно определить и его показатель преломления. Сравнительно недавно Дайсон (36] разработал аналогичную комбинацию Рае. 7,48. Имтерферометр Сэркеа— Прмэгегезме.
Рис. 7.49. Иетераеремциоэаый мзкроокоо )зейеояэ. микроскопа и интерферометра (рис. 7Л9). Исследуемый предмет, находящийся иа,предметном стекле, помещают в О между двумя одинаковыми стекляннымц пластинами 6, и 6,. Пластины слегка клиновидиы и их ребра антипараллельны. Верхняя поверхность нижней пластины 6, покрыта полупрозрачным слоем серебра, а ее нижняя поверхность па небольшом центральном участке С, немного большем поля зрения микроскопа, покрыта непрозрачным слоем серебра. Верхняя пластина 6, покрыта частично прозрачным слоем серебра с обеих сторон. Пространство между пластинами (в том числе и область, где расположен исследуемый предмет) заполняется веществом с таким же показателем преломления, как и у стекла. Свет проходит через кондснсор микроскопа, фокусирующий иэображение источника на плоскость О.
Часть этого света — предметный пучок — проходит через О н выходит из 6, после отражения от его верхней и нижней поверхностей. Другая его часть — опорный пучок — отражается от верхней поверхности 6, и сходится нэ С, где он отражается, и, проколя вне предмета О, который находится в тени С, прямо проходит через 6,. Стеклянный блок со сферической верхней поверхностью )с, покрытой (за исключе- й 7.5] лвгхлрчквхя янтэгокгзншея. лкленик хмплитэды 287 алименты ткогии интвгевткнции и иптврекгомвтгы (гл. Т пнем небольшого участка А иа оси в верхней части (т) непрозрачным слоем серебра, склеен с бю Он рассчитан так, чтобы предметный и опорный пучки после отражения на (т и на верхней поверхности бз сходились в А. Опорный пучок образует действительное изображение и, исто тикка вблизи А, предметгшй пучок — наложенное друг на друга действительное изображение о, источника и действительное изображение предметной плсюкости.
Последнее рассматривают в обычный мгпгроскоп е). Ссотвегстнукзгггие точки на и, и и, являются изображениями одних и тех же точек источника и позтолгу ведут себя как взаимно когерептцые вторичные источники. Прибор вотируют таким образом, чтобы зтп точки совпали. В отсутствие предмета оптичсскнс длины путей предмепюго пучка и пучка сравнения в любой точке Р нз П равны и, пренебрегая небольшой разностью фаз, вызванной различием в отражениях ва ссребрепых поверкностях, находим, что порядок интерференции па всем изображсняи П будет нулевылт.
Э~и можно проверить в белом свете. В прнсшстнни предмета в О оптическая длина пути предметного пучка до Р увеличивается приблизительно на (а' — и)(, где а' — показатель преломления предмета, 1 — его толщина в точке Р', сопрнженной с Р. и — показатель преломления окружающей среды. Вариации и' и ( по предмету влекут за собой, таким образоъь вариации интенсивности по П в квазимопохроматпческом свето нли изменение цвета в белом снеге.
Прн движении нижней пластинки Сг нормально к ребру клина н оптической оси длина оптического пути пучка сравнения изменяется, и таким способом можно компенсировать изменение длины оптического п)"ги предметного пучка. Проградуировав такое перемещение Г)г в монохроматическом снеге и зная и и (, можно определить (и' — и) (, а значит, и в', Оливке в реальных условиях полностью совместить от и оз ивкогдв не удветсд. К тому же присутствие прсломляюысго предмете и использаззинс плзстииы О, в кзчесгве компенслюрз вызыззег зззимиос смеампие о, в о„ пзрзллельпос оптическое ася. Удовлетворительное опзсзнне интгрференннонных явлений в обмети о, в о, при неточном сонпвденни состзетстзующих тачек зтнх нзобрзжеиий нечьзя стыдясь в ремкзх злементврного изложения, првведспвого в нестоящей главе.
Его ьюжио нзншпа рзссмыреть с помошыотеории чзстнчной кагереитяссги ( . '. )о>. 7.5,7. Интерфероыетр Маха — Пенкера; интерферометр Бейтса со смещеннмм волновым фронтом. В ивтерферометре Жамепа (сьт. п. Т.Гьб) передние панерхности пластин, выполняющие роль делителей световых пучков, и задние поверхности, служащие плоскимн зеркалами, нельзя установить пезавнсимо и, следовательно, расстояние между пучками определяется толщиной пластин. Значнтсльво большей гибкостью обладает прибор, в коггзром делители пучков н аеркала представлягот соГюй независимые элементы, а пучки молгпо широко развести. На этом принципе основано устройство пнтсрферометрп Маха — Цандера (371, применяемого для измерений изменений показателя преломления, а следовпгсльно, и плотности потоков сжилгаемого газа.
Г:хеъга такого прищзра показнил на рпг. 7.50. Снег пт источника Ъ, находя. щсгося в фокальпой плоскости хорошо коррсгированной линзы й„делится на полуотражающей поверхности „ез плоскопараллельнай стеклянной пластинки О, нз двз пучка. Отразиапзись от плоских зеркал М, и М„они вновь соединяются на полуотражающей поверхности Лз второй (идентичной О,) плоскопараллельпой пластинке О, и выходят через вторую тоже хорошо коррезированнуго линзу (,. Все четыре отражаюгцис пояерхности обычно устанавливанп по пн пирзллельно друг другу н так, чтобы их центры находилась в вершинах параллелограмма. Предположим теперь, что 5 — точечный источник квазимонахроматического света. Пусть Чгз — плоский волновой фронт пучка ") Для всех остельиых пучков света, кроме упомянутых, аесерсбреиый участок А полностью зкразкруется С, и свет зтих пучков ие может попасть в микроскоп. 8 7.5) двьхаьчквхя ннтагэегзкпня.
дялкняг хмплитьдм 28Я меььду М, и !)ь (ь',— соспвегствующий плоский волповои фронт пучка между М, и !)„, и Ф', виртуальный плоский волновой фронт между Мь н !)з, который, ныходя из !)н совпадает с йт, и спнфазен ему. В ~очке Р на нолчояом фронте (7'. виртуальная разность фаз между выходящими з пучками равна зя 6 =- — ий, Хг (87) Х где 5 =. РЖ вЂ” расстояние по нормали от Р,1о йг', и 1 р л — показатель преломления среды между )гь и Ж';. Согласно (7.2.15) в сопряженной с Р точке Р' и выходящих пучках светлая полоса находнтси при лй=-т)„, )лг) =О, 1, 2,...
(88а) темная полоса — при лй-- п~. )~)= з ° з з ° " (885) ! 3 з йт — — — ) (а' -п) г(з. 1 Г (89) 19 м, з Если У'; и Уь'г параллельны, интенсивность во всех точках Р одинакова, и при этих условиях протяженный источник даст полосы н бесконечности (т. с. в фока и иой пгяюкос ги 5), так же как и интсрфгромез рЖамена.
Однако и общем случае (ьт; и 1)т, составлгпот некоторый угол, п полосы имеют пид прямых, 1ЩРаЛЛЕЛЬНЫХ Ляпин ПСРСССЧСНИИ Ж; И йьг ИМЕИиа таКаЯ УСтаНОВКа ПРИМЕНЯЕТ- ся при исследовании газовых испокон, где обычно ощущается недостаток света, и поэтому ькелательно применять ааибольщие из возможных источников, обгоне ивающих сщс достаточную иидносгь. Как мы видели а и. 7.5.3, полосы при том локалнзукпся а области, где пересекзю1циеся лучи имеют наименьшее угловое расхождение при пыходе из Я. Положение области локализации нзменяегся при повороте элементов системы, которые служат лля изыснсппя ьззпыиого наклона йт; и йтг Например, ссли отражаюп1не1юисрхногти керзона юнпо были параллельны и если лля простоты мы рассмотрим случай поворота вокруг оск, перпендикулярной к плоскосги, в козороп лежат асс центры, то при повороге Мг виртуальный район локализации находится вблизи М, ;рис.
7.51, а), а при поаоротс а М, н О,— между И, и (ь, (рис. 7.51, б). Эта особенность игличаег полосы, возникающие в клине ннтсрферомстра Маха Цепдера, от полос, появляющихся в пптсрферомггре Майксльсопа при ~юнеще. ни н его параллсльным пучком света (см. и. 7 !75! с ниртуальной областью лакалпзацяи бгиз зеркал, В технкческом варианте прибора и одном плече интерферометра помещается камера С, для исследования газоиого потояа — обыщ1а рабочая секция аэродинамическойй трубы или трубы для иэу ~сник ударных волн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
