ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы наблюдения интерференционных картин из "Основы оптики " Отличительной особенностью схем первого класса является амплитудное деление (с помощью полупрозрачных зеркал, границ раздела, пленок и т. д.) всего волнового фронта падающей волны как единого целого. В плоскосги наблюдения обе разделенные волны перекрываются и, при условии достаточной когерентности, создают интерференционные явления полосы, цветовые эффекты и т. п. [c.101] Если интерференция создается параллельным пучком света в тонком зазоре, то максимумы и минимумы интенсивности отслеживают вариации толщины этого зазора, в результате создается в общем случае довольно сложная картина полос равной толщины. Форма каждой такой полосы всегда соответствует геометрическому месту точек с одинаковой толщиной зазора или пленки. Например, для плоского клина эти полосы эквидистантны и параллельны ребру клина (рис. 6.1). Когерентными источниками в этой оптической схеме являются два мнимых изображения источника света, образующихся при отражении от двух поверхностей зазора. [c.101] Полосы могут наблюдаться как в отраженном, так и в прошедшем свете, однако в последнем случае видность имтерференцнонной картины сущесизенни ниже. Действительно, если лучи 1 и 2 примерно равны по интенсивности, то луч 3 во много раз сильнее луча 4 (коэффициент отражения от стекла равен примерно 4 %), а как следует из формулы (5.8), максимальная видность обеспечивастся при равных интенсивностях источников. [c.102] Классическим примером полос равной толщины я ляются кольца Ньютона, образу юпщеся в зазоре между сферической линзой и плоскостью (рис. 6.2). Их лучше наблюдать в отраженном свете. В этом случае в центре картины за счет фазового скачка при отражении образуется темное пятно. [c.102] Три-четыре первых ньютоновских кольца можно наблюдать при освещении белым светом, при этом явно выражена их хроматичность (окрашенность), усиливающаяся к краям. Ширина ньютоновских колец увеличивается с ростом длины волны освещающего излучения, а их контрастность, как обычно, возрастает при использовании средств спектральной селекции (светофильтры, дуговые лампы и т. п.). [c.103] С ростом порядка интерференции (увеличением номера кольца) в силу конечной когерентности источника света контрастность ньютоновских колец падает. Для источника со спектральным интервалом АХ - Х интерференционная картина пропадет, если максимум порядка т для Х совпадет с минимумом (т + 1) порядка для Х2. [c.103] Заметим, что при отсутствии поглощения в стекле картины колец в отраженном и прошедшем свете являются дополнительными, то есть в любой точке зазора сумма их интенсивностей постоянна и равна интенсивности падающей плоской волны. [c.103] Таким образом, для всех волн, падающих на пленку под одним и тем же углом, разность хода одинакова. Отраженные лучи нри этом параллельны, вследствие чего интерференционная картина локализована в бесконечности и может наблюдаться на экране, помещенном в фокальную плоскость собирающей линзы. [c.104] При применении в качестве светоделителей плоскопараллельных стеклянных пластин толщиной в единицы или десятки миллиметров требуются лазерные источники света, иняче длина когерентности может оказаться меньше оптической разности хода. Порядки полос в этом случае могут составлять десятки тысяч (для оси системы колец т = Idn/X). [c.105] При использовании реальных протяженных источников полосы равной толщины оказываются локализованы на поверхности пленок или зазоров, а полосы равного наклона — на бесконечности. Для случая точечных источников это различие теряется оба типа полос делокализованы, то есть наблюдаются в любой точке области перекрытия интерферирующих пучков. [c.105] Эффект уменьшения отражения на границе раздела воздух-стекло называется просветлением оптики, он широко применяется для уменьшения потерь света в оптических приборах. Конечно, полное просветление может быть достигнуто лишь для волны одной длины — той, для которой выполнено соотношение X = Adn . [c.105] Применение этого метода предполагает формирование вторичных источников из единого волнового фронта путем выделения различных его частей. Все основные интерференционные схемы, основан11ые на методе деления волнового фронта, тем или иным способом сводятся к схеме Юнга (см. рис. 5.2). Это обусловлено одной и той же задачей формирования вместо одного источника излучения двух, причем на минимальном расстоянии друг от друга с целью получения полос максимальной ширины в области перекрытия пучков. [c.105] Практические применения интерферометров не ограничиваются областью спектрального анализа. Например, для контроля качества изготовления оптических элементов служит интерферометр Тваймана—Грина (рис. 6.11, а), собранный на базе той же схемы. В его измерительное плечо помещается проверяемый оптический элемент. В случае проверки призмы второе плечо просто разворачивают, оставляя в нем плоский отражатель. Для контроля линз или многолинзовых объективов зеркало делают сферическим. [c.109] Как известно из предыдущей главы (см. рис. 5.10), в случае протяженного источника, расфазироваппость колебаний, приходящих от различных его точек, приводит к уменьшению видности интерференционных полос конечная пространств ве71ная когерентность). Измеряя видность в низких порядках, можно определить модуль степени когерентности й 12(0) и по нему оценить угловой размер удаленного источника. Это особенно важно в астрономических наблюдениях, где невозможно оптическими методами получить изображения звезд в виде дисков. [c.110] В звездном интерферометре Майкельсона (рис. 6.12), собранном на базе телескопа-рефрактора, перед объективом Ь установлена маска с двумя щелями и Свет на эти щели направляется системой зеркал, причем расстояние между зеркалами и можст изменяться. За счет этого удастся измерить корреляционную функцию для лучей, расстояние между которыми намного больше, чем диаметр объектива телескопа. Вторая пара неподвижных зеркал и М , разнесенных на фиксированное расстояние обеспечивает постоянство ширины интерференционных полос. В соответствии с анализом, сделанным для схемы Юнга, эта ширина равна Ах = Таким образом, при изменении расстояния интерференционная картина сохраняет свою периодичность, что существенно повышает точность измерения видности. [c.110] представляющий собой плоскопараллельную пластинку, на поверхности которой нанесены отражающие покрытия (рис. 6.13). [c.111] Обозначим амплитудный коэффициент отражения на одной поверхности через г, тогда энергетический коэффициент отражения на одной поверхности равен R= г 1 , а коэффициент пропускания (в отсутствие поглощения) 1 = - R. [c.111] Вернуться к основной статье