Борн М.,Вольф Э. - Основы оптики (1070649), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Разность целого числа порядков (ел,— ш,) пер«крь<выощихс» картин определяе<ся «з нзблюденпй за изменением картин при умепыпепин расстояния Не>иду пластинами. Обычно то пюсть в определении величины (ен,' — тД ) (е,— е,) нс превышает 1 1О таь ьак редко работают с расстоянием между пластинаии, мепыпем 1 мм, то лля измерения Ь достаточно точности микрометра, а п' воздуха л<ожно принять за единицу.
Ьйы уже говорили, что вследствие малости облзстя да<персии пнтерферох<егрз все лартпны, за исключением картин от очснь близких линий, следует разделить, При фотографическом методе регистрапни такое разделение оба<к«о успешно достигается <скрещиванием» иитерферометра с дифрак«о<онныл< или прнзм<нныч сп<ктрографом, исправленным на астигматизм. Одно нз таких устройств показано на рис. 7.63, Интерферометр 7 освещается светом источника При падении света, близком к нормальному, находим из (42) (Ь ) )о хо (46) ен Если область дисперсии выразить через спектроскопическое волновое число, то (вко<. о Как мы внлнм, размер области дисперсии обратно пропорционален расстоянию мел<ду плясгинзчн, и значит, увеличение разрешающей силы, получающссся при увеличении лого расстояния, сопровождается пропорппональным умень.
пшпнсм области дисперсии. Сравнивая (44) н (461, чы также вадим, что область дисперсии (Ь)о)о „приблизительно в Г раз болыпе наименьшей разрсшаемой раон<кти ж<ин волн. С практически достижимыми величинами оТ область дисперсви при большой разрешаю<цей силе очень мала. В типичном случае, рас<чотреппоо< вьппс (3 ==30, и'6=-4 мм, Хо=. 6000 е<<) нмссч (Ьде), хяз 0,3 тц В и. 7 6 8 мы увидим, что баоьп<ую облает~ дисперсии можно по, <учить, польь) ягь двумя пос тсдовательно соедин< ннычи ннтерферометрамн Цеабрн — Перо.
Тем не менее при исследовании сложнык спектров во всех случаях (кроме очень близких лишИ) требуетсп дополнительная аппаратура для разделения интер<) еренппонпых картин; зто будет описано ниже. Если две близкие линии разрешены„соответствующий им интервал спектр кьопических волновых чисел легко определить из данных о диаметрах колеи и расстоянии между ш<астинал<и. Согласно (29) и (30) для спсктроскопнческнх волновых чисел к, и к,' можно написать ш, + е, =- 2п'Ьк,+ ф/я, ни+ е,' = 2п'Ьк,'+ <у!я, (48) где еп, и т<' — целые порядки первых светлых полос, е, н е, '— дробные порядки в центре картины, и мы предполагаем, чго <г постоянно в интервале т к, до ь„ Вычитая, получим (т,— ел) ( е( — е,) (49) хн'Л Пля каеьд<ой линии дробный порядок ппл) чзетсн из измерений диаметров двух светлых колец.
Так, пз (32) наладим, что диаметры е) в Т)е р-го и Ч-го колец св)<зины друг с другом соотношением бе р — 1+е <з е — 1-Ре о 7 о[ 309 иноголгчввяя ннтвэеквьнцин Я, находящегося в фокальной плоскости линзы ь„ и ннгерференционная карпгпи проектируется хорошо коррегированпай .чипзой *) 7., пя плоскость гцелн спектрографа. р)нтерферомегр устанавливают таким образом, чтобы центр картины совпал с центром щели.
Тогда щель вьгделит диаметральное сечение из системы колец, созднвасчоп каждой присугствукицей линией, и задача спектраграфа состоит в том, чтобы разделгпь эти ссчеция. Если нсглсдусмый спектр состоит из эмиссионных линий, / то щель можщ быль относитель. ю ши окой Тогта в,ьо .а,1ь Рис. 7,66 Интерферомегр Фвбри — Перо, скрещенный о прнзмевным спектрогрвфом. ной плоскости спскт рографа впд. ны изображения щг.ш в свете каждан ленин, пересечсшиле короткими дугами светлых полос [рис.
7.Б1). Схожая картина наблгодастся и с абсорбциоппыми линиями, если непрерывный фон, сопровождающий липни, захватывает область длин волн, мсньшую области дисперсии нигерферометра. Абсорбционные линии предстннлннттся и мнымп линиями, пересеченными широкими светлыми полосами фона [рис. 7.ББ). Если непрерывный фон захватывает широкую область длин волн, как, .=.в: Я 4 э к 'ч "е 'е "ч Рис. 7.64. Полосы, полученные с интерфсрометром Фзбрв — Перо, я свете чмпгснониых ляпин гелия [фотогрзфнчесиий негатив) [70). Рис.
7.65. Полосы, полученные с ннтерфепомегролг Фзбрн — Перо, в свете лвух линяй спектра неона [фотогрвфический вегвтгщ) [71). например, в солнечном спектре, ситуация становится более сложпойез). Чтобы разобраться в ией, предположим, что ширина щели спектрографа пренебрежимо маля, а разрешающая сила спектрографа бесконечна. Пусть осн прямоугольной системы координат От п Ои находятся в фокальной плоскпстп спектрографа, вачало координат О ле киг на линии, определяемой свнгоы, прошедшим ) Возмсекны н другие «омбнняннн ннтерферометр» со спектрогряфом. Выбор того т ю нного устрокстве в квжяоч частном сл)чзе зависят ог тзкнх сообрвя елки, квк компактно гь установки, гт сгогтмость, рвзмеры, нитопсвнность н олнорохяость источника, в т.пкже ог пэнсутстввя «хухою, которые возникают прз нежелательных отражениях от поверхностей свстемы (см [610.
*') Впервые этот вопрос был разобран Фабрн н Вюиссоном [62[. 010 ВЛЕЧ!НТЫ ТЕОРИИ ИНТЕРФРРРНЦИИ И ННТЕРФЕРОНЕТРЫ 11л 7 через центр щели, ось Од параллельна щели Вдоль линии х = сопч( длина вочны )м постоянна, и положение максимумов интенсивности определяется (20), тогда можно написать ( ~, ( '). Е ! Вчх ш — Ю))ч=2п'йсоз0'=2п')г(1 — ) =20 1 — — щ т=1, 2, (51) Мы чдесь предполагаем, что 0' мало и принимаем и'= и= 1 дия воздуха, Угол 0 — угол иьжода лучей тю интерг)ырометрн При ма.чом 0 он связан с ло. ордиивтой р соотношсннем у — М)0, где 7" — фок)снов расстояние ниизы ).О проектпрующей полосы на щель, а Я вЂ” увеличение спектрографа Далее, )., связано с координатой х зависимостью Г(т) — л„, где функции г характериз)ет дисперсию спектрографв Исключая с помощью этих соотношений лч н 0 нч (51), мы получим длн источнииа с непрерывныы спектрол~ геометрическое место точек максимумов интенсивиасч и ) 1) (т — ~') Г (х) = 26 ( 1 — — Умпр ~, з га = 1, 2, ...
(02) 1 О~носительное распределение интенсивности между макснмч. мани служит характеристикои ишерферочетра бнешр в фокальной плоскости спеитрографа рассекается узкими свеглымн () полосамн — каналачи с широ ',Р),, ) ними течныыи промежутками мсжлу ними Эти каналы сии чстрпчны относительно линии р = 0 и обращены вьшук.нитью в с;горону больших длин волн, ними в длинах вочп, очевидно, равно области диспсрчии иигер,)инишетрз В специачьноч~ слу'ые, когда Е(х) линеьная фчпк° д(' Ф г ивах, каналы име.ат вид парабол.
Если в спектре присутстРнс г ьь полечи, мелучснммч с интерфер трам ИУкп линие поглощенна, светлые Фабрн — Перо, обусловленные неменчн ноглаые каналы прерываются тсмныч:и ння н солнечном спехяче !Тя) палосалчи в мссчах н,ресе к и:я С ЛИНИЯЫИ ООГАООННИ ~ яншин словами, зти темные полосы находятся па тех же местах, где б ьти бы светлые паласы, образованные элшссвонными тинияыи с той же длипон волны, что и у линии поглощения Если ичель раскрывается сины.тричво, темные полосы расширяются в нзпрзв книи ч То ке происходит и со сеетлыми полосами, которые О конпе концов соприкасаются и сливаютин В тчх услонинх непрерывный спс лтр представляется екпешрепным тсчнылш о;о юсамв», обуслонлеиныч и яш.
~рбцнонными лпиниаи (рис 7 бб) Полученные иарч шы могут измеряться тзкиьч же способом, как и светлые картины, создаваемые эмиссионными ~илиями. Практичсгкн разрешагошая сила спелтрографа ие бесконечна вследствие дг фракции и, следовательно, спет с яюбои зтиноч волны растягивается г а ш.
тичное р,кстошше в папоавлсшш х Тзкпч, обоазоч, в. ~инне этого м1с)к тз аналогично расширению щели г е ведет,ч чшщенио свстлыл канн ~ов я направлении х, и оии изчыут перекрываться, когда иекгрогрсф ъе пе сможет полностью разрешить длины волн, расстояние между которыми равно расстоя. зп в 7.6! яяоголучевля яятегьггзкыня нию между соседними светлыми полосами. Мы видели, что это расстояние разно области дисперсии иитерферометрз, которая уменьшается с увеличением расстояния между пластинами. Тем самым конечная величава разрешающей силы вспомогательного спектрографа ставит верхний предел расстоянию между пластинами, когорым еще можно пользоваться.
Интерферочетр Фабри — Перо можно та«же использовать в спектроскопии в комбинации с фотоэлектри геским детектором !63). Свет исследуемой спектральной лишаг, выделенный предпарительно монохроматороч, направляется з интерферометр. Получающаяся интерфсренцнонная кзртнна проектируется на «ольцеобразное отверстие, концентричное кольцам картины. Это отверстие пропускает свез от небольшой части порядка (кольца) па фотоэлемент.
Изменяя оптическое расстоянис между пластинами, можно увеличивать или умеиыпап величину колец на отверстии и таким образом ксследовать структуру интерференционной картины. Такое усгройщво имеет важное праюпческое значение потому, что ннтерферометр Фабрн — - Перо, «ак показал)Канино 1641, пропускает значительно больший световой поток, чем прнзиепный или днфракцяокный монохромачор с той же разрешающей силой. 7.6гй Применение иитерферометра Фабрн — Перо для сравнения длин волн. Измсренвя длин волн в спектрах, полученных с прпзменнычи нлн дифракцнопиыми спектрометрамн, выполняются путем интерполяции, п длина волны любой ляпни определяется в зависимости от длин воля известных соседних эталонных линий. Так как с большим спектрографом гакое сопоставление «южно сделать с точностью около 1 10 ', то необходимо знать отнасптсльныс длины волк эталонных линий по крайней мере с такой же точностью Число таких линий также должна быть достаточно велико, чтобы ис ззтрудпязь интерполяцию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
