Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 18
 
djvu / html
 

310
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА
pax (см.) работа производится при белом свете, ''применение к-рого даёт ряд преимуществ. Одно из этих преимуществ заключается в том, что в нём можно получить одну белую полосу, легко отличимую от остальных, окрашенных полос, в то время как при работе в монохроматич. свете интерференционные полосы не отличимы друг от друга. Благодаря этому значительно упрощается, напр., часто встречающаяся задача измерения смещения системы полос. Для получения белой полосы необходимо, однако, чтобы интерферирующие лучи проходили одинаковый путь не только в воздухе, но и в стекле, всегда имеющемся в каждом интерферометре. Известно, что длина световой волны X' в оптически плотной среде (напр., в стекле) меньше, чем длина волны
, .. ).
в вакууме А, причем отношение р- равно показателю преломления среды п. Если один из интерферирующих лучей проходит в среде путь d, то «оптическая длина» путилуча будет равна произведениюЫ. Но величина п различна для разных длин волы вследствие дисперсии света (см.), и поэтому нельзя получить нулевую разность хода одновременно для всех длин волн. Однако можно получить одинаковую (но не равную нулю) разность хода для любых двух длин волн, т. е. ахроматич. полосу какого-то порядка Af. Так, напр., при cf=0,06 мм ахроматич. полоса почти не отличается от пулевой. Экспериментальные и теоретич. исследования С. И. Вавилова показали недостаточность волновой теории для объяснения фи-зич. процессов, лежащих в основе явления И. с. Оказалось, что при понижении интенсивности света до значений, близких к зрительному порогу чувствительности, наблюдаются беспорядочные изменения интенсивности в тех точках пространства, где колебания усиливают друг друга. Эти изменения, или флуктуации интенсивности, незаметные в обычных условиях опыта, могут быть объяснены только с точки зрения квантовой теории и дают наглядное доказательство корпускулярно-волновой двойственности светового процесса.
Существуют два основных способа получения когерентных световых колебаний, способных к И. с. Первый способ состоит в том, что посредством отражения и преломления луч, идущий из светящейся точки, разделяется на два или несколько лучей, к-рые накладываются затем друг на друга, как это имеет место при интерференции в плоскопараллельных или клинообразных пластинах. Посредством второго способа можно соединить лучи, вышедшие из светящейся точки под углом друг к другу (т. н. интерференционные явления Френеля). Как в том, так и в другом случаях создаётся два или несколько изображений одной светящейся точки, причём эти изображения можно считать источниками когерентных колебаний. Когерентные колебания образуются также путём разделения одного луча на два при помощи двупреломляющей пластины (см. Двойное лучепреломление и Хроматическая поляризация).
Интерференция в п л о с к о п а р а л-лельной пластине. Луч а, падающий на плоскопараллельную стеклянную пластинку 1 (рис. 1), даёт два луча «i и аа, .один из к-рых отражается от верхней, а другой — от нижней поверхности пластины, а также два преломлённых луча a'i и а'2. После прохождения через объектив 2 лучи ai и я2 собираются в точке М его фокальной плоскости 3 и интерферируют. В этой же точке интерферирует бесчисленное множество других пар лучей, к-рые произошли из лучей, падающих на пластину параллельно лучу а. Результат интерференции,
одинаковый для всех пар лучей, определяется разностью фаз -f лучей ai и а2. Расчёт показывает, что
4it dn cos i'
(2)
где i — угол преломления лучей в пластине, d — толщина пластины ил — её показатель преломления. При постоянной толщине пластины d разность фаз зависит только от угла наклона пучка лучей по отношению к пластине и от длины волны X. В случае широкого источника света на пластину падают лучи под разными углами i. Все эти лучи дают в соответствующих точках фокальной плоскости РИС. 1. Интерференции в плоеко-объектива 2 различ- параллельной пластине.
ный результат интерференции: темноту при ср = (2k + 1)п и свет при ср = 2&;г. Поэтому в плоскости 3 будут видны светлые и тёмные интерференционные полосы, называемые полосами равного наклона. В том случае, когда наблюдение ведётся в направлении нормали к пластинке 1, в плоскости 2 наблюдаются кольца равного наклона. При освещении пластины светом, содержащим несколько длин волн, каждая длина волны даёт свою систему колец. Такие же кольца можно наблюдать и в проходящем свете, с той только разницей, что при тех углах i, при к-рых в отражённом свете получается максимум освещённости, в проходящем свете освещённость имеет минимальное значение. На рис. 1 показана интерференция только двух лучей ai и а2 (или а'\ и а'3). В действительности в пластине происходит многократное отражение и преломление, вследствие чего имеет место интерференция большого числа пучков лучей убывающей интенсивности.
В эталоне Фабри и Перо (рис. 2) роль плоско параллельной пластины играет воздушный слой между
пластинами 1 и 2, по-
верхности к-рых А и В полупосеребрены. Если в результате И. с. двух пучков ширина светлых и тёмных полос приблизительно одинакова, то при наличии большого числа пучков ._ в проходящем свете получаются узкие светлые Рис. 2. Схема эталона Фабри линии на тёмном фоне, и Перо. причём эти линии тем
уже и контрастность
их тем выше, чем больше коэфициент отражения г поверхностей А и В. При г = 0,9 ширина колец не превышает 0,05 расстояния между ними, благодаря чему возможна весьма высокая точность измерения их диаметров. Применение эталона в качестве прибора высокой разрешающей силы для целей спектроскопии описано в статье спектральные приборы (см.). Интерференция в клинообразной пластине. Пусть 1 и 2— поверхности двух стеклянных пластин, образующие клинообразную воздушную пластину с углом а (рис. 3). Падающий на пластину луч а разделяется на два луча а\ и

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610


Большая Советская Энциклопедия Второе издание