Головна |
Інтерферометри та їх застосування. Поняття про інтерференційному мікроскопіІнтерференцію світла використовують в спеціальних приладах - інтерферометрах - Для вимірювання з високим ступенем точності довжин хвиль, невеликих відстаней, показників заломлення речовин і визначення якості оптичних поверхонь. На рис. 19.7 зображена принципова схема інтерферо метра Майкельсона, який відноситься до групи двопроменевих, так як світлова хвиля в ньому роздвоюється і обидві її частини, пройшовши різний шлях, интерферируют. Луч 7 монохроматичного світла від джерела S падає під кутом 45 ° на плоскопараллельную скляну пластинку А, задня поверхня якої напівпрозора, так як покрита дуже тонким шаром срібла. У точці О цей промінь розщеплюється на два промені 2 і 3, інтенсивність яких приблизно однакова. Луч 2 доходить до дзеркала I, Відбивається, заломлюється в пластині А і частково виходить з пластини - промінь 2 '. Луч 3 з точки О йде до дзеркала II, відбивається, повертається до пластині А, де частково відбивається, - промінь 3 ?. промені 2 ' і 3 ', що потрапляють в око спостерігача, когерентність, їх інтерференція може бути зареєстрована. зазвичай дзеркала I до II розташовують так, що промені 2 і 3 від розбіжності до зустрічі проходять шляхи однакової довжини. Щоб і оптичну довжину шляхів зробити однаковою, на шляху променя 3 встановлюють прозору пластину В, аналогічну А, для компенсації двох шляхів, пройдених променем 2 через пластину А. У цьому випадку спостерігається максимум інтерференції. Якщо одне з дзеркал зрушити на відстань l / 4, то різниця ходу променів стане l / 2, що відповідає мінімуму, відбудеться зміщення інтерференційної картини на 0,5 смуги2. Якщо дзеркало від початкового положення перемістити на відстань А. / 2, то оптична різниця ходу інтерферуючих променів зміниться на А., що відповідає максимуму, відбудеться зміщення інтерференційної картини на цілу смугу. Такий зв'язок між переміщенням дзеркала і зміною інтерференційної картини дозволяє вимірювати довжину хвилі по переміщенню дзеркала і, навпаки, переміщення по довжині хвилі. Інтерферометр Майкельсона застосовують для вимірювання показника заломлення. На шляху променів 2 і 3 встановлюють однакові кювети К (Показані штриховими лініями на рис. 19.7), одна з яких наповнена речовиною з показником заломлення п1, а інша - з п2. Оптична різниця ходу променів d = 2lnl - 21П2 = 21 (п1 - п2), (19.23) де l - Довжина одноразового шляху променя в середовищі, що заповнює кювети; так як промені проходять кювету двічі, то відстань між ними дорівнюватиме 2l. Припустимо, що внаслідок цієї різниці ходу інтерференційна картина зміщується на k смуг, тоді d = kl. (19.24) Прирівнюючи (19.23) і (19.24), одержуємо Dn = n1 - n2 = kl (2l). (19.25) Якщо вважати, що зміщення на 0,1 смуги (K = 0,1) може бути зафіксовано, то, наприклад, при l = 2,5 см, l. = 500 нм маємо Як видно, інтерференційний рефрактометр (Інтерферометр, пристосований для вимірювання показника заломлення) здатний фіксувати зміни показника заломлення в шостому знаку після коми. Інтерференційний рефрактометр застосовують, зокрема, з санітарно-гігієнічними цілями для визначення вмісту шкідливих газів. З використанням інтерферометра Майкельсон довів незалежність швидкості світла від руху Землі, що стало одним з досвідчених фактів, що сприяли створенню спеціальної теорії відносності. Поєднання двухлучевого інтерферометра і мікроскопа, що отримало назву интерференционного мікроскопа, використовують в біології для вимірювання показника заломлення, концентрації сухої речовини і товщини прозорих мікрооб'єктів. Принципова схема інтерференційного мікроскопа показана на рис. 19.8. Промінь світла, як і в інтерферометрі, в точці А роздвоюється, один промінь проходить через прозорий мікрооб'єкт М, а інший - поза ним. У точці Д промені з'єднуються і інтерферують, по результату інтерференції судять про вимірюваний параметр. В тонких пластинках (плівках). просвітлення оптики | Принцип Гюйгенса-Френеля За допомогою дифракційної решітки. | Визначення розміру еритроцитів. | Порядок виконання роботи такий же, як в попередньому розділі. | Електромагнітні хвилі | Класифікація частотних інтервалів, прийнята в медицині | Когерентні джерела світла. Умови для найбільшого посилення і ослаблення хвиль | Дифракція на щілині в паралельних променях | Дифракційна решітка. дифракційний спектр | Основи рентгеноструктурного аналізу | Поняття про голографії і її можливе застосування в медицині | |