Салькеева, А. К. и др
жүктеу/скачать 0,62 Mb.
|
оптика, онлайн библиотека
- Бұл бет үшін навигация:
- Интерференцияның кейбір қолданулары Оптиканың жарықтануы
| Ньютон сақиналары
Тең қалыңдықты жолақтарға классикалық мысал ретінде Ньютон сақинасын аламыз, ол жарықтың жазық паралель пластинка мен онымен жанасатын қисаю радиусы үлкен жазық дөңес линзаның арасындағы ауа саңылауынан жарық шағылғанда бақыланады.Жарық қалыпты құлағанда тең қалыңдықты жолақтар концентрлі шеңбер, ал көлбеу түскен кезде эллипс түрін қабылдайды. Максимум шарты: . Онда - шағылған жарықта ашық сақиналар радиусы (m=1, 2, 3 ,…). Минимум шарты: . Онда - шағылған жарықта күңгірт сақиналар радиусы (m=1, 2, 3 ,…). Алынған максимум және минимум шарттарын бір түріне біріктіруге болады, бұнда жұп “m” ге максимум, тақ “m” ға минимум сәйкес келеді. Егер “m” – жұп болса, онда шағылған жарықта ашық сақина (максимум), ал егер “m” – тақ болса, онда шағылған жарықта күңгірт сақина (минимум) болады. Сақиналардың радиусын өлшегенде, R біле отырып λ0 және керісінше λ0 біле отырып R табуға болады. 13 - сурет Интерференцияны өтпелі жарықтада ( бұл жағдайда жартылай толқынның жоғалуы болмайды) бақылауға болады. Өтпелі және шағылған жарықтың оптикалық жүріс айырмасы λ/2 ажыратылады, яғни, өтпелі жарықтағы интерференция максимумына шағылған жарықтағы минимум сәйкес келеді және керісінше. Интерференцияның кейбір қолданулары Оптиканың жарықтануы. Жоғары дәрежелі шағылысатын бетті алу үшін және оптикалық прибордың қасиетін жақсарту үшін интерференция құбылысын қолданамыз. Қазіргі заманғы объективтердегі линзалардың саны көп болғандақтан шағылу саны көп, сондықтан жарық ағынын да көп жоғалтамыз. Осылай, өткен жарықтың интенсивтігі әлсірейді және оптикалық прибордың жарықкүші әлсірейді. Одан басқа, линза бетінен шағылған көрініс бликтердің пайда болуына әкеледі (мысалы, әскери техникада) приборлардың орналасуын әшкерелейді. Линзаның әрбір сынатын бетінен жарықтың өтуі, мысалы шынының шекарасы арқылы ауа құлайтын ағыннан (шынының сыну көрсеткіші ≈ 1,5%) ≈ 4% шағылумен сүйемелденеді. Аталған жетіспеушіліктерді қалпына келтіру үшін оптикалық жарықтану жүзеге асырылады.Линзаның бос беттеріне сыну көрсеткіші линза материалына қарағанда азырақ жұқа пленкалар жүргізіледі. Жарық ауа-пленка және пленка – шыны бөлімінің шекараларымен шағылғанда когерентті сәулелер интерференциясы туады. Пленканың қалыңдығын және шынының және пленканың сыну көрсеткіштерін интерференцияланатын сәулелер бір бірін өшіретіндей таңдап алуға болады. Ол үшін шағылған толқындардың амплитудалары тең болу керек, ал жүрістің оптикалық айырымы тең. nc> n > n0 болғандықтан, жартылай толқынның жоғалуы екі беттеде орындалады, сондықтан α = 0 ( жарық бірқалыпты құлайды) болған кездегі минимум шарты: , бұнда nd – пленканың оптикалық қалыңдығы. m = 0 болған кезде Осылай егер пленканың оптикалық қалыңдығы λ0/4 тең болса, онда интерференция нәтижесінде шағылған сәулелердің сөнуі байқалады. Барлық толқын ұзындықтарының біруақыттағы сөнуге қол жеткізу мүмкін емес, сондықтан, λ0 = 550 нм (толқын ұзындығының өте алғыр көзі) тең кезде қол жеткізеді. Сондықтан жарықтанған оптикалы объективтерде көкшіл кызыл реңі болады. Интерференция құбылысы интерферометр деп аталатын өте нақты өлшейтін приборда қолданылады. Барлық интерферометрлердің тек конструкциясында ғана айырмашылық бар, ал принциптері бірдей болып құрылған. Майкельсон интерферометрін қарастырайық. Р1 жазықпаралельді пластинкаға S көзінен монохроматты жарық 450 бұрышпен құлайды. Пластинканың күмістелген және мөлдірлеу S тен өшірілген жағы сәулені екіге бөледі: 1 сәуле (күмістелген қабаттан шағылады) және 2 сәуле (одан өтеді). 1 сәуле М1 айнадан шағылады және кері қайтып келіп Р1 пластинка арқылы өтеді (1' сәуле). 2 сәуле М2 айнаға барып, одан шағылады да кері қайтып келіп Р1 пластинкадан шағылады. ( 2 ' сәуле). 14- сурет Сәулелердің біріншісі Р1 пластинка арасынан екі рет өткендіктен, екінші сәуле жолында туған жүріс айырмасының өтемақысы ретінде Р2 (Р1 секілді тек күмістелмеген) пластинка алынады. 1' және 2 ' сәулелер когерентті; демек, нәтижесі О нүктесінен М1 айнаға дейінгі 1 сәуленің және О нүктесінен М2 айнаға дейінгі 2 сәуленің оптиалық жүріс айырмасыа тәуелді интерференциямен байқалады. Айналардың біреуі λ0/4 ара қашықтығына орын ауыстырғанда екі сәуленің де жүріс айырмасы λ0/2 ге өседі де көргіштік алаңының жарықтануының ауысуы жүзеге асады. Демек, интерференциялық көріністің шамалы ауытқуы нәтижесінде айналардың біреуінің аздап орын ауыстыруын және ұзындықтарын (дене ұзындығының, жарық толқынының, температураны өлшегенде (интерференциялық дилатометр) дененің өзындығының өлшемі) нақты (10-7 м тәртібімен ) өлшегенде Майкельсон интерферометрін пайдаланамыз. Микроинтерферометры – беттерді өңдеу жиілігін бақылауға арналған интерферометр және микроскоп комбинациясы. Интерферометры – қоспаға, температураға , қысымға т.б. тәуелді мөлдір денелердің ( газдар , сұйық және қатты денелердің) сыну көрсеткішінің шамалы өзгерісін анықтауға мүмкіндік беретін өте сезімтал оптикалық прибор. Осындай интерферометрлер интерференциялық рефрактометрлер деп аталады. Интерференциялық сәулелер жолына ұзындығы l ге тең екі бірдей кюветтер орналасады: біреуі сыну көрсеткіші (n0 ) әйгілі с, ал екіншісі nх белгісіз газбен толтырылған. Интерференциялық жолақтардың жылжуына әкелетін қосымша оптикалық жүріс айырмасы ∆ = (nх – n0)λ пайда болады. Интерференциялық көрініс интерференциялық жолақтардың енінің қандай бөлігіне орналасқанын көрсететін ұзындық: m0 = ∆∕λ= (nх – n0)l/λ m0 ( l. n0 , λ белгілі болғанда) өлшеп, n табуға болады. Интерферометр әр түрдегі қолданысқа ие. Олар оптикалық бұйымдардың сапасын игеру үшін, бұрыштарды өлшеп, тезорындалатын ұшу қондырғыларын айналып өтетін ауада пайда болатын процесстерді зерттеу үшін қолданылады. Интерферометрді қолдана отырып Майкельсон бірінші рет метрдің халықаралық нұсқасын жарық толқынының ұзындығының стандартты өлшемімен салыстырды. Сонымен қатар, интерферометрдің көмегімен қозғалатын денелердегі жарықтың таралуы зерттелді, бұл уақыт пен кеңістік туралы пікірімізді толықтай өзгертті. жүктеу/скачать 0,62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|