Методы наблюдения интерференционных картин

ГЛАВА 6 Методы наблюдения интерференционных картин [c.101]

Интерферометрические исследования искажений торцовых поверхностей активных элементов проводятся обычно по методу Физо. В работе [125] измерение деформаций торцов осуществлялось с помощью установки, схема которой приведена на рис. 4.6. Искажения фиксировались по наблюдениям интерференционных картин, образуемых пучками параллельных лучей, отраженных от передней торцовой поверхности образца и от одной из поверхностей прозрачной пласти ны 4. [c.183]

Для осуществления этого метода лучше использовать телескопическую систему при получении голограмм и при наблюдении интерференционной картины, так как при замене П1 на 2 может иметь место смещение изображения в продольном и поперечном направлениях. [c.402]

Метод Юнга. Свет, исходящий от протяженного источника S, направлен па экран с двумя симметрично расположенными относительно S отверстиями (рис. 4.9). На экране Эз наблюдаются полосы. Юнг доказал, что интерференционные полосы наблюдаются только при достаточно малых размерах источника б". Усовершенствовав схему опыта, он получил весьма четкую интерференционную картину. По этой причине первое наблюдение явления интерференции приписывается именно Юнгу. Сущность его метода заключается [c.81]

Если мы рассмотрим схему таких измерений на основе метода Юнга (рис. 6. 48), то найдем ответ на вопрос, почему в этой схеме столь мало света, что возникают серьезные трудности с ее лекционной демонстрацией. Простые оценки показывают, что световой поток в интерферометре должен быть столь мал, что его средняя энергия <И не превышает одной десятитысячной от энергии кванта /iv. А это значит, что в каждую секунду излучается 10 — 10 фотонов, способных интерферировать. Если исходить из равномерного во времени их испускания, то между каждым попаданием такого фотона в интерферометр проходит Ю" — 10" с, в то время как путь его до приемника, как правило, не превышает 50 см, т.е. должен занимать менее 10" с. Следовательно, интерферометр подавляющую часть времени пуст, а пролетающий через него каждую микросекунду одиночный фотон попадает в одну из двух щелей с вероятностью, определяемой условиями эксперимента. Наблюдение за более длительный промежуток времени и дает на выходе статистическое усреднение, т.е. интерференционную картину. [c.451]

Эту трудность можно преодолеть с помощью метода, основанного на наблюдениях, которые сделали Брюстер и Максвелл- ). Оказалось, что животные клеи, такие, как рыбий клей, если их высушить под нагрузкой, а потом разгрузить, сохраняют в полярископе остаточную интерференционную картину, как если бы они все еще оставались под нагрузкой и оставались упругими. [c.174]

Технический метод интерференции основан на оптическом явлении — интерференции света. Если на хорошо обработанную металлическую плоскость детали I наложить плоскую стеклянную пластинку 2 (рис. 70, а) таким образом, чтобы между плоскостью пластинки и контролируемой поверхностью образовался небольшой воздушный клин, то на контролируемой поверхности появятся цветные радужные полосы, называемые интерференционными. Интерференционные полосы располагаются на равных друг от друга расстояниях. Расстояние между полосами одного и того же цвета принято называть шириной полосы. Интерференционные полосы располагаются только в тех местах, в которых толщина воздушного клина равна вполне определенной величине. Эта величина зависит от источника света, при котором наблюдают интерференционную картину. Если наблюдение интерференционных [c.161]

Термин К. широко используется н в др. областях оптики. Фотографич. К.— разность наиб, и наим. оптич. плотностей =/ макс мин в цветном изображении — разность приведённых к серому поверхностных концентраций пурпурного и голубого красителя. К. интерференционной картины характеризует отношение разности яркостей в различных её точках к соответствующей разности, хода лучей. Цветовой К. служит характеристикой макс. различия в цветах объекта. Зрительный К.— особенность зрительного восприятия, в силу к-рой визуальная оценка наблюдаемого объекта меняется в зависимости от окружающего фона (т. н. одновременный контраст) либо от предыдущих зрительных впечатлений (последовательный контраст см. Иллюзии оптические). Понятие К. используется в методе фазового контраста, к-рый применяется для наблюдения прозрачных объектов и состоит в пропорциональном преобразовании разности фаз соседних частей пучка в разность интенсивностей. [c.449]

Наиболее просто интерференционная картина расшифровывается при двухлучевой интерференции с однократным проходом измерительного пучка через активный элемент параллельно оси резонатора. В этом случае по наблюдениям за смещением интерференционных полос относительно интерференционной картины недеформированного элемента можно непосредственно определять изменения оптической разности хода лучей вдоль оси резонатора в различных точках поперечного сечения, т. е. непосредственно измерять волновые аберрации, вносимые в резонатор термооптическими искажениями активной среды. Если исследуемый образец однороден в направлении наблюдения и характеризуется двумерным распределением температуры и оптических характеристик в поперечном направлении, интерференционная картина непосредственно характеризует поле коэффициентов преломления, от которого при известных термооптических характеристиках образца легко перейти к распределению температур. Это позволяет применять интерференционные методы для изучения тепловых полей и измерений тепловыделения в лазерных активных элементах. С другой стороны, в сочетании с измерениями температуры исследуемых образцов интерферометрические измерения могут применяться для определения термооптических характеристик материалов. [c.174]

В этой главе еще не рассматривается голографический процесс как таковой, поскольку считали его идеальным и полагали, что изображения идентичны объекту. Вид интерференционной картины определялся, таким образом, только деформацией объекта и способом его освещения и наблюдения. Теперь будем принимать во внимание возможное появление паразитных интерференционных картин, особенно при определении числа полос или их видности. Чтобы устранить эти недостатки, а также получить новые методы измерения смещения и его производных, можно изменять вид интерференционной картины известным способом вносить изменения в оптическую схему о других методах см., например, в [4.160, 4.214]. Для этого необходимо иметь возможность воздействовать независимо на каждое интерферирующее поле. [c.133]

Описанные ранее методы измерения показателей преломления и дисперсии используются при излучении прозрачных и слабо поглощающих веществ. По мере возрастания поглощательной способности вещества их исследование становится затруднительным и даже совершенно невоз.можным. В случае, напрпмер, угловых методов имеет место настолько сильное ослабление интенсивности светового пучка, что исчезает граница светотени. В интерференционных методах сильное поглощение приводит к значительному ослаблению интенсивности одного из интерферирующих пучков, в результате чего уменьшается контраст интерференционной картины или она даже совсем не наблюдается. Кроме того, указанные методы удобно использовать при исследованиях в видимой и ультрафиолетовой областях спектра, где можно применять визуальные наблюдения и фотографические методы регистрации. При исследованиях в инфракрасной области эта проблема существенно усложняется. [c.486]

Таким образом, из наблюдения за изменением видности интерференционных полос в зависимости от разности хода можно получить информацию о спектральном составе исследуемого света. Первые наблюдения такого рода были выполнены Физо в середине XIX в. В использованном им интерферометре наблюдались кольца Ньютона (см. 5.3) при освещении его желтым светом натриевой лампы. При контакте линзы с пластинкой кольца были резкими. По мере отодвигания линзы от пластинки кольца стягиваются к центру, а видность полос убывает и при прохождении примерно 490-го кольца интерференционная картина пропадает. При дальнейшем увеличении расстояния кольца появляются вновь и приобретают приблизительно первоначальную видность при стягивании примерно 980-го кольца. Физо смог проследить периодическое изменение видности полос в 52 периодах из 980 колец каждый. Отсюда он сделал правильный вывод о том, что желтый свет натрия состоит из двух близких спектральных линий. Результаты этих опытов дают для отношения Х/бХ у желтого дублета натрия значение, равное 980. Средняя длина волны желтой линии Я,=589,3 нм, поэтому 6Я.= 0,6 нм. Позднее более тщательные систематические измерения тонкой структуры спектральных линий были выполнены Майкельсоном. Впоследствии анализ спектров с помощью двухлучевой интерференции был вытеснен методами, основанными на многолучевой интерференции (см. 5.8). [c.221]

Испытания на ползучесть проводили в условиях растягивающей нагрузки на плоских образцах с площадью поперечного сечения 10 мм при напряжении о = 4 МПа и температуре 328 К. Удлинение образцов измеряли с точностью 1 мкм. На полированную поверхность наносилась координатная сетка с квадратными ячейками. Наряду с определением характеристик ползучести (скорость установившейся ползучести — 6, деформация ползучести за время —б(, деформация до разрушения бр, время до разрушения— р) исследовали общую картину структурных изменений, распределение деформации по поликристаллу с количественной оценкой отдельных ее составляющих (внутризеренное скольжение, ЗГ — проскальзывание, фрагментация, экструзия и поворот зерен) на разных стадиях ползучести. Структурные исследования проводили методами оптической, интерференционной и электронной растровой микроскопии с прицельными наблюдениями и съемками. [c.100]

Для интерференции света необходимо, чтобы световые волны были когерентны (IV.3.9.3°). Методом осуществления интерференции света является расщепление волны, испускаемой одним источником света, на две или несколько волн. После прохождения различных оптических длин путей (п. 2 ) эти волны накладываются в точках наблюдения и, имея некоторую оптическую разность хода, дают интерференционную картину. [c.368]

Метод измерения на интерферометре аналогичен методу, применяемому на интерферснц-микроскопе (наблюдение интерференционной картины исследуемой поверхности) Оптическая схема прибора изображена на фиг. 207. [c.153]

Полученный результат можно сформулировать в более общих терминах. Очевидно, что, рассматривая, как накладываются интерференционные картины, создаваемые элементарными источниками ASi, мы исследовали пространственную когерентность той квазимонохроматической волны, которую испускает однородный протяженный источник S. Для данных условий опыта модуль степени когерентности (равный видимости интерференционной картины) меняется по закону (sin л /л , где х = 2ndf dh), и в зависимости от соотношения между размерами источника и условиями наблюдения может принимать любые значения в интервале от О до 1. Степень когерентности можно вычислить непосредственно из выражения (5.9а) для функции корреляции. Общность такого метода, конечно, больше, чем довольно искусственного приема суммирования действия элементарных излучателей, который был применен выше. Но проведенные вычисления видимости суммарной картины представляются более наглядными и простыми. [c.202]

Принцип голографической интерферометрии состоит в следующем. После экспонирования и фотообработки голограмму устанавливают на прежнее место, освещают лазерным пучком и. наблюдают сквозь нее объект, также оставшийся на прежнем месте, но получивший какие-либо деформации механические, тепловые и т. д. причем оператор увидит объект, покрытый сетью интерференционных полос. Интерференционная картина в данном случае возникает в результате интерференции двух фронтов световых волн отраженного от объекта в момент наблюдения и восстановленного с голограммы предметного пучка. Интерференционные полосы являются геометрическим местом точек равных перемещений, полученных объектом. Часто метод голографической интерферометрии реализуется другим способом. Об состоит в том, что на одну и ту же пластинку двумя экспозициями Босле-довательно записываются голограммы от объекта, находящегося в исходном в деформированном состоянии. При этом суммарная экспозиция должна находиться в пределах линейного участка характеристической кривой фотоэмульсии. [c.78]

Так как Джессоп не смог достичь лучшей разрешаюш,ей способности при измерении углов чем 0,5°, что, мягко говоря, хуже, чем 6, достигнутые Штраубелем, он был вынужден определять интервалы интерференционных полос, делая упор на их поведение на значительном расстоянии отточки, радиус кривизны в которой представлял интерес. Это ограничение плюс использование им неполированных, с неизвестной начальной кривизной и, к тому же, намного более, толстых образцов, привели к значениям коэффициента Пуассона от 0,139 до 0,229 для одного и того же стекла. Таким образом, наблюдение временных изменений интерференционной картины, которые Джессоп относил к влиянию упругого последействия, дало неубедительные результаты, о которых можно было бы думать, что они имеют некоторую ценность, будь они опубликованы до исследования Штраубеля. Называя обработку Штраубелем методом наименьших квадратов буквально сотен опытов слишком громоздкой , Джессоп на основании двух из общего числа восьми опытов с шестью образцами предположил, что ошибка из-за начальной кривизны может быть исключена изгибанием одних и тех же образцов в двух противоположных направлениях. Измеренная разница между двумя экстремальными значениями составила 10%, что реально показало необходимость для любого исчерпывающего исследования, основанного на оптико-интерференционных экспериментах, таких как эксперименты Корню, прибегать к точному анализу Штраубеля ). [c.379]

Если интерференционная картина фиксируется с помощью фотографического метода, а время наблюдения (экспозиции) равно Тн, то, интегрируя выражение (3.26) от нуля до Тн, получим следующую формулу для распределения энергии W(x.,y,Xa) светового излучения в интерференционной картине [c.90]

При исследовании статических процессов деформирования тел фоторегистрация является удобным методом, позволяющим сохранить в достаточно полном и точном виде картину явлений, наблюдаемую в опыте. Часто применяется фотографирование интерференционных картин, наблюдаемых в оптическом методе исследования напряжений. Фоторегистрация используется в исследованиях по сложному нагружению на машине 04-1 для непрерывной записи диаграмм на пневмооптических ячейках. Для динамических испытаний метод фоторегистрации часто является решающим, поскольку непосредственное наблюдение быстро-протекающих явлений, как правило, невозможно, так что о ходе процесса можно судить или по остаточным явлениям в материале, или по записям измерительных приборов, которые часто осуществляются также фотографическим методом. В процессе фоторегистрации, помимо наблюдаемого объекта, важными компонентами являются камера и освещение. [c.361]

Целенаправленно прием пространственной фильтрации (в явном виде) использовался в работах [71, 167] пртменительно к интерпретации двух-зкспозиционных голографических интерферограмм путем выделения малого участка действительного изображения (или изображения, формируемого в плоскости голограммы сфокусированного изображения) и наблюдения интерференционных полос во фраунгоферовой зоне. Этот метод представляет собой частный случай пространственной фильтрации, когда световое поле < и1льтруется в плоскости изображения, и наблюдаемая интерференционная картина есть результат интер ренции межцу двумя выделенными участками объекта, соответствующими двум экспозициям. [c.137]

Второй метод основан на наблюдении полос равной оптической толщины. Предварительно точечный источник света, установленный в фокальной плоскости объектива коллиматора, наблюдается в приемной части интерферометра. Регулировкой пластин интерферометра добиваются совпадения многократных изображений точечного источника. Интерференционная картина, наблюдаемая в фокальной плоскости объектива приемной части, будет в общем случае представлять собой поле, покрытое равноотстоящими друг от друга прямолинейными полосами. При приближении зеркал интерферометра к взаимно параллельному положению ширина полос будет увеличиваться, а при строго параллельном расположении зеркал интерферен[Шонное поле будет иметь вид равномерно освещенной поверхности. [c.95]

В основу иятерферометрического метода изучения вибраций положено наблюдение за изменением положения полос интерференции, вызванного колебаниями одного из элементов, образу-юш,их интерференционную картину 174, 193]. Как известно, в обычном многолучевом интерферометре. гишь два элемента — пара [c.208]

В заключение отметим кратко некоторые достоинства и недостатки методик, основанных на изменениях в оптической схеме при измерении деформации. Как видели, вектор смещения и и его произродная 0 и входят здесь в те же члены, что и в случае обычной голографической интерферометрии, поэтому для их нахождения можно воспользоваться аналогичными методами. В частности, при отыскании всех компонентов вектора и или V и требуется то же минимальное число базисных векторов д или т,а. Первое достоинство, вытекающее из возможности изменения вида интерференционной картины, состоит в том, что обычные методы можно применять в условиях удобного наблюдения. Так порядки полос, расстояние между полосами и точки локализации можно по желанию изменять, облегчая тем самым измерения. Для этой цели в случае д имеем один параметр изменение длины волны Я — Я, в случае б— четыре параметра компоненты сдвига й и разность фаз ф — ф, а в случаях в и г — шесть параметров компоненты вектора смещения 1 и тензора поворота Если более того одна голограмма была дефор- [c.151]

Все методы измерения разности хода можно разделить на две группы методы счета полос и методы компенсации. Эти методы можно реализовать как при визуальном наблюдении, так и при фотоэлектрической регистрации. В ряде случаев интерференционная картина может быть зарегистрирована фотографически. [c.178]

Визуальные методы. Рассмотрим метод измерения смещения полос. Этот метод заключается в том, что измеряют смещение р интерференционных полос в поле зрения прибора относительно неподвижной визирной линии (рис. 3.8.12, а) илц идентичной картины полос (рис. 3.8.12,6). Он чаще всего применяется при наблюдении полос равной толщины и равного хроматического порядка. При оц енке относительного расположения интерференционных полос и визирной линии (рис. 3,8.12,а), которая возможна с точностью 0,1 полосы, погрешность измерения сдвига фаз равна приблизительно Аб = = 2я/10. Одиако погрешность установки совмещения центров интерференционной полосы и визирной линии, а также двух систем полос значительно меньше. Погрешность совмещения определяется нониальным эффектом и составляет приблизительно 1/10 часть видимой ширины полосы. Вследствие нелинейности процесса реагирования глаза на световое воздействие видимая шиирна черных полос в случае двухлучевой интерференционной картины равна трети расстояния между полосами. Значит погрешность совмещения полос равна теперь 1/30, а погрешность определения сдвига фаз равна Аб = 2л/30. [c.225]

В голографических интерферометрах можно исследовать объекты, имеющие любую форму поверхности, так как сравниваемые волновые фронты формируются одним и тем же объектом и распространяются по одному пути. При этом вид интерференционной картины зависит только от изменений, произошедших с объектом за время между экспонированием голограммы и моментом наблюдения (либо за время между первой и второй экспозициями). В этом проявляется диф-ференциальность метода голографической интерферометрии. [c.320]

РАДИОИНТЕРФЕРОМЕТР — прибор для измерения различных физ. величин методом интерференции радиоволн-, по наблюдению результата интерференции двух или более когерентных колебаний или его изменению определяют искомую величину, к-рая к.-л. способом связана с характеристиками этих колебаний. Для измерения расстояний, скорости распространения радиоволн и исследования условий их распространения служат радиодальномер с неподвижной интерференционной картиной, радиозонд, интерференционный радиодальномер, дисперсионный Р. и др. Для измерения малых времен возбуждения (10 сек — 10 сек) флуоресцирующих веществ применяется флуорометр. В радиоастрономии Р. применяют для измерения угловых координат источников радиоизлучения и разделения излучения от различных источников, а также для исследования пространственного распределения излучения и его природы. [c.288]

В настоящем разделе мы кратко опишем методы определения свойств кристалла (т. е, является ли ои одноосным или двухосным), положения его оптических осей и значений его главных показателей преломления. Как мы увидим, отичсские оси можно определить ири наблюдении интерференционных полос па кристаллических пластинках характер интерференционной картины ясно указывает на взаимное расположение оитических осей и граней пластинки. [c.636]

Для количественной расшифровки интерферограмм необходимо проведение определенного объема эксперимептальных и расчетных операций. Существуют различные методы расчета вектора смещения с помощью метода голографической интерферометрии [1]-[7]. Основными являются метод многих голограмм 7] и метод Александрова—Бонч-Бруевича [2], которые за счет наличия многих голограмм на стадии записи информации, или за счет изменения направлений наблюдений на стадии восстановления, но изменению интерференционных картин, позволяют определять поля перемещений. Эти методы базируются на стандартной двухлучевой оптической схеме записи голограмм. Представляет интерес использование оптических схем записи голограмм с несколькими предметными п опорными лучами для расшифровки голографических интерферограмм. [c.496]

Преимущество интерференционного метода заключается в том, что поле плотности потока не нарушается посторонними возмущениями, а сам прибор (интерферометр) мало инерционен и позволяет получать мгновенную картину потока. С другой стороны, прибор обладает тем недостатком, что он суммирует плотность на протяжении всего пути светового пучка, а поэтому дает лишь средние значения плотности вдоль светового пучка. На этом основании изучение поведения потока интерферометром ограничивалось до настоящего времени лишь наблюдениями за струйками дыма. Сообщаемые в настоящей работе исследования проводились в штате Огайо на экспериментальной базе энергетической лаборатории Военно-воздушных сил США и в лаборатории теплообмена университета шт. Миннесота. [c.350]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...