4.2.4(119)_12-V-16 (810512)
Текст из файла
4.2.4 (119). ÈÍÒÅÔÅÎÌÅÒ ÌÀÉÊÅËÜÑÎÍÀÄÎÏÎËÍÈÒÅËÜÍÎÅ ÎÏÈÑÀÍÈÅ ðàáîòå èñïîëüçóþòñÿ:12 ìàÿ 2016 ã.èíòåðåðîìåòð Ìàéêåëüñîíà ñ ïîäâèæíûì çåðêàëîì, ëàçåð Ë-203, îòîóìíîæèòåëü ÔÝÓ-68 ñ áëîêîì ïèòàíèÿ, ÷àñòîòîìåð ×3-54, ëèíçû.Îïòè÷åñêàÿ ñõåìà èíòåðåðîìåòðà Ìàéêåëüñîíà ïðèâåäåíà íà ðèñ. 1. Èñòî÷íèê ñâåòà ëàçåð Ë èçëó÷àåò óçêèé ïó÷îê ñâåòà, êîòîðûé îêóñèðóåòñÿ ëèíçîé replaementsË1.
 îêóñå ýòîé ëèíçû âîçíèêàåò òî÷å÷íûé èñòî÷íèê ñâåòà S . Ñåðè÷åñêàÿPSfragñâåòîâàÿ âîëíà îò èñòî÷íèêà S ïàäàåò íà äåëèòåëüíûé êóáèê ÄÊ è äåëèòñÿ åãîäèàãîíàëüíîé ãðàíüþ íà äâå âîëíû îòðàæ¼ííóþ 1 è ïðîõîäÿùóþ 2. Âîëíà 1îòðàæàåòñÿ îò çåðêàëà Ç1, âîçâðàùàåòñÿ ê êóáèêó, ÷àñòè÷íî ïðîõîäèò ñêâîçü íåãîè ïîïàäàåò íà ýêðàí Ý. Âîëíà 2 îòðàæàåòñÿ îò çåðêàëà Ç2, ÷àñòè÷íî îòðàæàåòñÿîò êóáèêà è òàêæå ïîïàäàåò íà ýêðàí. Ñâåòîâûå âîëíû 1 è 2 èñïóñêàþòñÿ îäíèì èñòî÷íèêîì S , è îíè êîãåðåíòíû ìåæäó ñîáîé. Ýòè âîëíû ñîçäàþò íà ýêðàíåèíòåðåðåíöèîííóþ êàðòèíó.
Äëÿ óâåëè÷åíèÿ ìàñøòàáà èíòåðåðåíöèîííîé êàðòèíû ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà ëèíçà Ë2.ËyO′OË1SË21BS2′CS2ÄÊ2xÇ′2DzS1Ç1Ç2èñ. 1.Ñõåìà èíòåðåðîìåòðàÇåðêàëî Ç1, óñòàíîâëåííîå ïåðïåíäèêóëÿðíî ïàäàþùåìó ëó÷ó, ìîæåò ïåðåìåùàòüñÿ âäîëü ëó÷à.  äàëüíåéøåì Ýòî çåðêàëî áóäåò íàçûâàòüñÿ ïîäâèæíûì.Çåðêàëî Ç2 âäîëü íàïðàâëåíèÿ ïàäàþùåãî ëó÷à íå ïåðåìåùàåòñÿ. Åãî, îäíàêî,ìîæíî íàêëîíÿòü ïî îòíîøåíèþ ê ëó÷ó.Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ óñòàíîâêà. Ñõåìà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêè ïðèâåäåíà íà ðèñ.
2. Èñòî÷íèêîì ñâåòà ñëóæèò ãåëèé-íåîíîâûé ëàçåð ËÍ-203. Åãîèçëó÷åíèå îáëàäàåò áîëüøîé äëèíîé êîãåðåíòíîñòè, ÷òî ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü õîðîøî ðàçëè÷èìóþ ãëàçîì èíòåðåðåíöèîííóþ êàðòèíó ïðè ðàçíîñòè õîäà â äåñÿòêèñàíòèìåòðîâ. Íåïîäâèæíîå çåðêàëî Ç2, ïîâîðà÷èâàåòñÿ ìèêðîìåòðè÷åñêèìè âèíòàìè Ì (îòíîñèòåëüíî ãîðèçîíòàëüíîé) è Ì (îòíîñèòåëüíî âåðòèêàëüíîé îñè).Çåðêàëî Ç1 óñòàíîâëåíî ïåðïåíäèêóëÿðíî ïàäàþùåìó ëó÷ó.
Îíî ìîæåò ïåðåäâèãàòüñÿ âäîëü ëó÷à ñ ïîìîùüþ ìèêðîìåòðè÷åñêîãî âèíòà, ñîåäèí¼ííîãî ñ äâèãàòåëåì Äâ ÷åðåç ìóòó è ðåäóêòîð Ä, ïîçâîëÿþùèé ìåíÿòü ñêîðîñòü äâèæåíèÿãâ1ÏËàçåðÝêË1Ë2Ç1ÔÝÓÄÊK2K1Ç2×àñòîòîìåðÀ ÁÂÌâèñ. 2.ÌãÑõåìà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêèçåðêàëà. Äâèãàòåëü ïèòàåòñÿ îò ñåòè ÷åðåç áëîê ïèòàíèÿ ïóëüòà óïðàâëåíèÿ. Êîíöåâûå êîíòàêòû Ê1 è Ê2 ìåíÿþò íàïðàâëåíèå äâèæåíèÿ çåðêàëà íà îáðàòíîå.Âêëþ÷åíèå ëàçåðà è äâèãàòåëÿ ïðîèçâîäèòñÿ ñ ïóëüòà óïðàâëåíèÿ.
Ñèãíàëüíûåëàìïî÷êè óêàçûâàþò, â êàêóþ ñòîðîíó äâèæåòñÿ çåðêàëî.Èíòåðåðåíöèîííàÿ êàðòèíà íàáëþäàåòñÿ íà ýêðàíå Ý. Îíà ìîæåò áûòü óâåëè÷åíà ñ ïîìîùüþ ëèíçû Ë2.  ýòîì ñëó÷àå íà ýêðàíå â óâåëè÷åííîì ìàñøòàáåâîñïðîèçâîäèòñÿ èíòåðåðåíöèîííàÿ êàðòèíà, êîòîðàÿ ñîçäà¼òñÿ ïåðåä ëèíçîé âïëîñêîñòè, ñîïðÿæ¼ííîé ýêðàíó. Ëèíçà çàêðåïëåíà íà ñú¼ìíîì ñòîëèêå, å¼ îêóñíîå ðàññòîÿíèå 4,3 ñì.Äëÿ ðåãèñòðàöèè èçìåíåíèÿ èíòåíñèâíîñòè ñâåòà èñïîëüçóåòñÿ îòîýëåêòðîííûé óìíîæèòåëü ÔÝÓ-68, óñòàíîâëåííûé íåïîñðåäñòâåííî çà ýêðàíîì.
Ñâåò íàîêíî ÔÝÓ ïîïàäàåò ÷åðåç íåáîëüøîå îòâåðñòèå â öåíòðå ýêðàíà. Äëÿ ïèòàíèÿÔÝÓ èñïîëüçóåòñÿ âûñîêîâîëüòíûé âûïðÿìèòåëü. Âûïðÿìèòåëü âêëþ÷àåòñÿ òóìáëåðîì ¾Ñåòü¿ íà ïóëüòå óïðàâëåíèÿ.Ïåðèîäè÷åñêîå èçìåíåíèå èíòåíñèâíîñòè ñâåòà, âîçíèêàþùåå ïðè äâèæåíèèçåðêàëà Ç1, ïðèâîäèò ê òàêîìó æå èçìåíåíèþ ñèãíàëà ÔÝÓ. ×èñëî ïåðèîäîâ èçìåíåíèÿ èíòåíñèâíîñòè ñâåòà ïåðåñ÷èòûâàåòñÿ ÷àñòîòîìåðîì ×3-54. ×àñòîòîìåðìîæåò ðàáîòàòü â îäíîì èç òð¼õ ðåæèìîâ.1. Îí ìîæåò èçìåðÿòü ÷èñëî èìïóëüñîâ, ïîñòóïàþùèõ íà åãî âõîäû (À èëè Á)çà íåêîòîðûé ïðîìåæóòîê âðåìåíè (åãî ïðîäîëæèòåëüíîñòü îïðåäåëÿåòñÿ ïîñòóïëåíèåì ñèãíàëîâ íà óïðàâëÿþùèå âõîäû  è ).2.
Ñ ïîìîùüþ ÷àñòîòîìåðà ìîæíî èçìåðÿòü ïðîìåæóòêè âðåìåíè. Äëÿ òàêèõèçìåðåíèé â ïðèáîð âñòðîåí êâàðöåâûé ãåíåðàòîð. ×àñòîòîìåð èçìåðÿåò âðåìÿ,ïðîøåäøåå ìåæäó ïîñòóïëåíèåì ñèãíàëîâ íà åãî óïðàâëÿþùèå âõîäû, ïîäñ÷èòûâàÿ ñîîòâåòñòâóþùåå ÷èñëî èìïóëüñîâ êâàðöåâîãî ãåíåðàòîðà.3. Íàêîíåö, ÷àñòîòîìåð ìîæåò èçìåðÿòü ÷àñòîòó ñèãíàëà, ïîñòóïàþùåãî íà2åãî âõîä, ñðàâíèâàÿ ÷èñëî ïåðèîäîâ èññëåäóåìîãî ñèãíàëà ñ ÷èñëîì èìïóëüñîâêâàðöåâîãî ãåíåðàòîðà.Äëÿ ïîëó÷åíèÿ óïðàâëÿþùèõ ñèãíàëîâ èñïîëüçóåòñÿ ãåðêîí ê (ãåðìåòè÷íûéìàãíèòîóïðàâëÿåìûé êîíòàêò).
Ñõåìà ðàáîòàåò ñëåäóþùèì îáðàçîì. Íà îòñ÷¼òíîé ãîëîâêå ìèêðîìåòðè÷åñêîãî âèíòà çåðêàëà Ç1 çàêðåïë¼í íåáîëüøîé ìàãíèò.îëîâêà âðàùàåòñÿ âìåñòå ñ âèíòîì. Ïîñëå ñðàáàòûâàíèÿ êîíöåâîãî êîíòàêòà Ê2çåðêàëî íà÷èíàåò äâèãàòüñÿ îò ýêðàíà. Ïðè ïðèáëèæåíèè ìàãíèòà ê ãåðêîíó âûðàáàòûâàåòñÿ óïðàâëÿþùèé ñèãíàë, êîòîðûé ïîäà¼òñÿ ÷åðåç ñõåìó ïóëüòà óïðàâëåíèÿ íà âõîä  ÷àñòîòîìåðà. ×àñòîòîìåð íà÷èíàåò ñ÷¼ò èìïóëüñîâ.
Ïîñëå òîãî,êàê ñ ïîìîùüþ ãåðêîíà çàðåãèñòðèðîâàíî 32 îáîðîòà õîäîâîãî âèíòà, íà âõîä ÷àñòîòîìåðà ïîäà¼òñÿ ñèãíàë íà îêîí÷àíèå ñ÷¼òà. Ïîñëå ñðàáàòûâàíèÿ êîíöåâîãîêîíòàêòà K1 çåðêàëî íà÷èíàåò äâèæåíèå ê ýêðàíó. Íà ýòîì ó÷àñòêå äâèæåíèÿ ñ÷¼òèìïóëüñîâ íå ïðîèçâîäèòñÿ. Îäèí îáîðîò ìèêðîìåòðè÷åñêîãî âèíòà ïðèâîäèò êïåðåìåùåíèþ çåðêàëà íà 1 ìì. Òàêèì îáðàçîì, ïîëíîå ïåðåìåùåíèå çåðêàëà Ç1ñîñòàâëÿåò l = 32 ìì.ÇÀÄÀÍÈÅàáîòà ñîäåðæèò íåñêîëüêî óïðàæíåíèé. ïåðâîì óïðàæíåíèè èññëåäóåòñÿ èíòåðåðåíöèîííàÿ êàðòèíà, âîçíèêàþùàÿïðè ðàçëè÷íûõ ïîëîæåíèÿõ çåðêàëà Ç2, ïðîâåðÿåòñÿ îðìóëà (2.69).Âî âòîðîì óïðàæíåíèè èçìåðÿåòñÿ äëèíà âîëíû ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ ïóò¼ìïåðåñ÷¼òà èíòåðåðåíöèîííûõ êîëåö, ïðîïàäàþùèõ â öåíòðå ýêðàíà ïðè äâèæåíèè çåðêàëà Ç1. Òàêèå èçìåðåíèÿ íå î÷åíü òî÷íû, íî îáëàäàþò òåì ïðåèìóùåñòâîì, ÷òî íå òðåáóþò ñëîæíûõ ðàñ÷¼òîâ. òðåòüåì óïðàæíåíèè èññëåäóåòñÿ ýåêò Äîïëåðà.Ïåðåä íà÷àëîì ðàáîòû ñëåäóåò îòúþñòèðîâàòü óñòàíîâêó.I.
Þñòèðîâêà ñèñòåìû1. Âêëþ÷èòå áëîê ïèòàíèÿ óñòàíîâêè (òóìáëåð ñëåâà îò ÷àñòîòîìåðà).2. Óáåäèòåñü, ÷òî ëó÷ îò ïîâîðîòíîé ïðèçìû (Ï íà ðèñ.2) èä¼ò ïàðàëëåëüíî ñòîëóíà âûñîòå 100±2 ìì (ïðè ýòîì ëèíçà Ë1 è äåëèòåëüíûé êóáèê ñíÿòû).3. Óñòàíîâèòå îïðàâó ñ çåðêàëîì Ç2 ïåðïåíäèêóëÿðíî ëó÷ó ïîâîðîòîì îïðàâû â çåðêàëå (ãðóáî): äëÿ ýòîãî îñâîáîäèòå èêñèðóþùèå (æ¼ëòûå) âèíòû, ìèêðîâèíòàìèÌ è Ì óñòàíîâèòå ïëîñêîñòü ïðàâèëüíî è ñíîâà çàæìèòå èêñèðóþùèå âèíòû.Ïîî÷åð¼äíî âðàùàÿ âèíòû Ì , Ì çåðêàëà Ç2, çàâåäèòå (òî÷íî) îòðàæ¼ííûéëó÷ íà ïîâîðîòíóþ ïðèçìó.4. Óñòàíîâèòå äåëèòåëüíûé êóáèê â öåíòðå ñèñòåìû è îïðåäåëèòå åãî ïîëîæåíèå îòíîñèòåëüíî âåðòèêàëè: ëó÷ îò ïîâîðîòíîé ïðèçìû, îòðàçèâøèñü îò ïîëóïðîçðà÷íîé ãðàíè êóáèêà, äîëæåí ïîïàñòü íà öåíòð ïîäâèæíîãî çåðêàëà Ç1, à ïðÿìîéëó÷, îòðàçèâøèñü îò çåðêàëà Ç2, íà öåíòð ýêðàíà.
Ïðè ýòîì ïó÷êè äîëæíûïðîõîäèòü ÷åðåç öåíòð êóáèêà, à ÿðêîñòü ïÿòåí, îòðàæ¼ííûõ îò ïîäâèæíîãî èíåïîäâèæíîãî çåðêàë, íà ýêðàíå äîëæíà áûòü ïðèìåðíî îäèíàêîâîé.ãâãâ3Åñëè ÿðêîñòü ïÿòåí íà ýêðàíå çàìåòíî îòëè÷àåòñÿ, ïîâåðíèòå êóáèê îòíîñèòåëüíî âåðòèêàëè íà 90o è åù¼ ðàç ïðîâåäèòå íàñòðîéêó. Öåíòð ýêðàíà (âõîä âÔÝÓ) äîëæåí íàõîäèòüñÿ íà òîé æå âûñîòå, ÷òî è ëó÷ îò ïîâîðîòíîé ïðèçìû äîçåðêàëà Ç2 (îêîëî 10 ñì).5. Ïîî÷åð¼äíî âðàùàÿ âèíòû ñòîëèêà ðàçäåëèòåëüíîãî êóáèêà, ñîâìåñòèòå îáà ëó÷àâ öåíòðå ýêðàíà.Ïîëåçíî óáåäèòüñÿ â âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè îïòè÷åñêîé ñèñòåìû ê ìåõàíè÷åñêèì äåîðìàöèÿì.
Ïîñëåäèòå çà òåì, êàê ¾äûøèò¿ èíòåðåðåíöèîííàÿ êàðòèíà íà ýêðàíå, åñëè íàäàâèòü ïàëüöåì íà ìåòàëëè÷åñêóþ ñòàíèíó èíòåðåðîìåòðà:ïîëîñû ðàâíîãî íàêëîíà äâèãàþòñÿ ïî äèðàêöèîííîìó ïÿòíó ëàçåðà íà ýêðàíå.6. Ïîñòàâüòå ëèíçó Ë1 ìåæäó ïîâîðîòíîé ïðèçìîé è êóáèêîì. Óáåäèòåñü, ÷òî ëàçåðíûé ëó÷ ïðîõîäèò ÷åðåç öåíòð ëèíçû (âñå ïÿòíà íà çåðêàëàõ è íà ýêðàíå äîëæíûîñòàòüñÿ íà îäíîé âûñîòå). Ïðè íåîáõîäèìîñòè ñîâìåñòèòå öåíòð ëèíçû ñ îñüþïó÷êà.Ïåðåìåùàÿ ëèíçó ïîïåð¼ê ëó÷à, ñîâìåñòèòå öåíòð èíòåðåðåíöèîííîé êàðòèíû ñ îòâåðñòèåì ÔÝÓ íà ýêðàíå.
Ïðèêðåïèòå ëèíçó ê ñòîëó ñêîáîé ñ âèíòîì.II. Èññëåäîâàíèå èíòåðåðåíöèîííîé êàðòèíû1. ×òîáû óâåëè÷èòü èíòåðåðåíöèîííóþ êàðòèíó, óñòàíîâèòå ìåæäó ýêðàíîì è êóáèêîì ñòîëèê ñ ëèíçîé Ë2. Ïåðåìåùàÿ ëèíçó, äîáåéòåñü òîãî, ÷òîáû öåíòð êîëåöñíîâà ñîâïàë ñ îòâåðñòèåì â ýêðàíå.2. Ñëåãêà ïðîâîðà÷èâàÿ âðó÷íóþ ìóòó äâèãàòåëÿ, äîáåéòåñü òîãî, ÷òîáû â öåíòðåýêðàíà îêàçàëîñü ò¼ìíîå ïÿòíî. Ïðèëîæèòå ê ýêðàíó ëèñò áóìàãè, íà êîòîðîìïðîâåä¼í êðåñò èç âçàèìíî ïåðïåíäèêóëÿðíûõ ëèíèé.
Ñîâìåñòèòå öåíòð êðåñòà ñöåíòðîì êîëåö, íàìåòüòå ïîëîæåíèå ïÿòèøåñòè ïåðâûõ ò¼ìíûõ êîëåö è èçìåðüòåèõ äèàìåòðû.3. Óáåäèòåñü â ñïðàâåäëèâîñòè îðìóëû (2.69) Ââåäåíèÿ:1rn ≃p2nL(L − a)/m0.Çäåñü m0 = a/λ = 2(BC − BD)/λ ≃ 1,2 · 105 ïîðÿäîê èíòåðåðåíöèè (íîìåðöåíòðàëüíîãî êîëüöà).Äëÿ ýòîãî ïîñòðîéòå ãðàèê çàâèñèìîñòè êâàäðàòà ðàäèóñà êîëüöà rn îò åãîíîìåðà n. Ïî íàêëîíó ïîëó÷åííîé ïðÿìîé íàéäèòå âåëè÷èíó ∆rn2/∆nÑîãëàñíî ðèñ 1, L = OS1 = BS1 + OB , L − a = OS2 = BS2 + OB , BS1 == 2BC + SB , BS2 = 2BD + SB . Ïðîâåäèòå ðàñ÷¼ò, ïðèíèìàÿ SB = 5 ñì, BC == 26 ñì (äëÿ ñðåäíåãî ïîëîæåíèÿ çåðêàëà), BD = 22 ñì, ðàññòîÿíèå îò äåëèòåëüíîãî êóáèêà äî ëèíçû Ë2 16,5 ñì, ðàññòîÿíèå îò ëèíçû äî ýêðàíà a1 = 15 ñì,îêóñíîå ðàññòîÿíèå ëèíçû f = 4,3 ñì.1 Èç-çà íåäîñòàòî÷íîé ìåõàíè÷åñêîé ðàçâÿçêè èçìåðèòü ðàäèóñû êîëåö çàòðóäíèòåëüíî.Óïðàæíåíèÿ 2 è 3 ëåãêî âûïîëíÿþòñÿ, åñëè ñîòîãðàèðîâàòü èíòåðåðåíöèîííóþ êàðòèíó èïðîâåñòè èçìåðåíèÿ ïî îòîãðàèè.4Äëÿ óâåëè÷åíèÿ ðàçìåðîâ êîëåö ïåðåäýêðàíîì óñòàíîâëåíà ëèíçà Ë2, ïîýòîìóâ îðìóëå (2.69) âìåñòî L ñëåäóåò âçÿòüðàññòîÿíèå L′ = L − (a1 + a2 ) (ñì.
ðèñ.3).àññ÷èòàâ a2 ïî îðìóëå ëèíçû, ïîëó÷èì∆rn2=∆na1a22· rn′ 2 ≃Ë2r✛a1✲✻a2✛L′✲r0❄èñ. 3.a1a22·r′S1àñ÷åò ðàäèóñîâ êîëåö2L′(L′ − a).m0Ñðàâíèòå ýêñïåðèìåíòàëüíûé ðåçóëüòàò ñ òåîðåòè÷åñêèì ðàñ÷¼òîì.4. Ïîëó÷èòå íà ýêðàíå êàðòèíó âåðòèêàëüíûõ ïîëîñ. Äëÿ ýòîãî óâåäèòå öåíòð ïÿòíà â ñòîðîíó ïî ãîðèçîíòàëè (O → O′ íà ðèñ. 1), ñìåñòèâ ìèêðîìåòð Ì íà0,080,09 ìì îò èñõîäíîãî ïîëîæåíèÿ.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
