ДЗ: Контрольные вопросы

Контрольные упражнения №1 по материалу теоретической части лекций «Приборы для оптико-физических измерений» Рассмотрите, какую часть максимальной амплитуды линейно-поляризованного света длиной волны λ = 0,55 мкм составит излучение в точке на расстоянии 10 м от источника, если в момент начала излучения амплитуда волны излучения была максимальна. Поглощение не учитывается. Определить также время прохождения волны до этой точки и интенсивность излучения в этой точке. Рассмотрите, как изменится длина волны света и частоты излучения при прохождении из воздуха в стекло К8. Рассмотрите, как при интерференции когерентных лучей с равными амплитудами изменится контрастность интерференционной картины, если амплитуда лучей будет отличаться в 2 раза.

В некоторых интерферометрах в качестве источника света используется натриевая лампа, излучающая свет, который называется «дуплетом» натрия, т.е. лампа излучает свет двух длин волн λ ₁ = 5890 Å и λ ₂ = 5896 Å. Рассмотрите максимально допустимая разность хода в интерферометре для получения контрастной интерференционной картины. В импровизированном (экспериментальном) интерферометре в передней стенке 1 сделано отверстие диаметром d. Отверстие освещается равномерно рассеянным монохроматическим светом. Перпендикулярно стенке 1 установлено зеркало 2 на нижней стенке корпуса. Зеркало расположено параллельно оси отверстия на расстоянии а от оси.

На расстоянии L от передней стенки к задней стенке прикреплен экран 4, на котором наблюдается интерференционная картина примерно на высоте h от плоскости зеркала. На нижней стенке корпуса установлена перегородка 3 для повышения контраста интерференционной картины. Высота перегородки k , расстояние от экрана l . От отверстия идут лучи по двум направлениям. На экране возникает интерференционная картина. Найти расстояние h до первого максимума интерференции после перегородки и ширину интерференционных полос, если а = 2 мм, L = 200 м, k = 10 мм, l = 30 мм, λ = 0,55 мкм. Пусть имеем стеклянный конус диаметром D с углом при вершине α . Угол α немного меньше 180º.  Вывести выражение для определения угла конуса, используя метод подобный методу колец Ньютона для определения радиуса пластин.

Найти выражение для определения общего числа колец в диаметре D . Выведите выражение для расчета толщины d и показателя преломления n ₃ просветляющего покрытия при эксплуатации оптической системы в воде, если показатель преломления при λ=589 нм для воды n ₁ =1,333, а показатель преломления стекла n ₂ =1,518.   Контрольные упражнения № 2 по материалу теоретической части лекций «Приборы для оптико-физических измерений» Рассмотрите интерферометр Физо для контроля плоскостности и укажите, какую эквивалентную пластину, с теоретической точки зрения, представляет оптическая схема интерферометра для получения интерференции и какой тип интерференции обеспечивает этот интерферометр.

Обоснуйте плоскость локализации интерференционной картины и укажите, к какому варианту локализации относится эта плоскость. Рассмотрите дополнение к оптической схеме интерферометра, которая представлена в лекции, телескопической лупой для наблюдения интерференционной картины в месте локализации. Компоновка телескопической лупы в интерферометре представлена на рис. 1: Рис. 1. Телескопическая лупа, которая упоминается в лекции, представляет собой двухкопонентное устройство, которое предназначено для рассмотрения объекта на конечном расстоянии и состоит из объектива 1 и окуляра 2 (рис. 2): Рис. 2. Определите в общем виде значение параметров телескопической лупы для наблюдения интерференционной картины с заданным увеличение β при этом использовать конструктивные элементы и расстояния, показанные на рис.

1 как заданные. Позиции элементов на рис. 1, соответствуют схеме интерферометра в лекции. Фокусное расстояние объектива 6 равно f ₁ . Выведите в общем виде выражение для определения отклонение от плоскостности пластины детали поз. 8 в интерферометре Физо для контроля плоскостности. Пусть отклонение представляет собой цилиндричность с некоторым радиусом R . Показать вид интерференционной картины при цилиндричности и определить значение радиуса R . Значение радиус R > 1000 мм Из имеющихся в лекции материалов вывести характеристику лазера, используемого в лазерном интерферометре Физо. Предложите метод применения интерферометра типа интерферометра Майкельсона для контроля поверхности детали, показанной на рис.

4. При этом отклонение от плоскостностности детали по всей поверхности должна быть не более ± 0,001 мм.                     Рис. 4 Используя материалы лекции, представить вывод выражения (71), которое служит для определения волновой аберрации объектива в интерферометре Тваймана-Грина..