Общий курс физики. Том 4. Оптика - Сивухин Д.В.
Скачать (прямая ссылка): Скачать (прямая ссылка):
Когда труба направлена вдоль N или близко к этому направлению, вертикальные интерференционные полосы можно увидеть и в белом свете. Но при удалении от этого направления скалярное произведение (ys), а с ним и порядок интерференции возрастают. > ИНТЕРФЕРОМЕТР ЖАМЕНА
241
При повороте на угол «45° порядок интерференции становится столь высоким, что вертикальные интерференционные полосы в белом свете наблюдаться уже не могут. Исключение было бы только в случае очень малых v, когда порядок интерференции при любых положениях трубы низкий. Но тогда интерференционная полоса была бы столь широка, что не уместилась бы в поле зрения трубы. Поэтому этот случай не представляет никакого интереса.
Совсем иное положение возникнет, если вторую пластину из исходного положения повернуть вокруг горизонтальной оси. Тогда вектор V встанет вертикально (рис. 138, б), а перпендикулярные к нему плоскости равных фаз сделаются горизонтальными. Интерференционные полосы определятся, если пересечь такими плоскостями поверхность экваториального цилиндрического пояска. На рис. 138, бони изображены жирными дугами окружностей, плоскости которых горизонтальны. При этом все они будут низкого порядка, а потому могут наблюдаться в белом свете, так как наблюдение ведется практически перпендикулярно к V, когда (xs) «O.B поле зрения трубы будут видны практически прямолинейные горизонтальные полосы. Легко сообразить, что при наклоне вектора v интерференционные полосы сделаются также наклонными к горизонту. Но в белом свете могут наблюдаться только интерференционные полосы малого наклона. Для получения полос с большим наклоном надо пользоваться монохроматическим (квазимонохроматическим) светом.
Все приведенные рассуждения можно повторить по той же схеме и не вводя предположения, что п = 1. Для избежания громоздкости вычислений надо только всюду ограничиться членами, линейными по V, отбрасывая все члены более высоких степеней. При этом окончательные результаты не претерпят никаких существенных изменений.
6. Интерферометр Жамена обладает рядом недостатков, делающих его непригодным в некоторых особенно тонких оптических исследованиях. Изготовить пластины толще 5 см из вполне однородного стекла с точно параллельными плоскостями практически невозможно. Поэтому и интерферирующие лучи AB и C'D' невоз^ можно развести на расстояние больше ~4 см. Но главный недостаток интерферометра Жамена состоит в том, что толстые пластины при освещении медленно прогреваются и медленно приходят в состояние теплового равновесия. Это приводит к тому, что интерференционные полосы часами медленно ползут в поле зрения трубы. Крайне затруднена работа в ультрафиолетовой области, требующая уникальных пластин из кварца или флуорита. Указанные недостатки устранены в интерферометре Д. С. Рождественского (1876— 1940).
Интерферометр Рождественского принципиально не отличается от интерферометра Жамена. Каждая пластина в нем заменена 242
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ» СВЕТА
[ГЛ. III
комбинацией из двух параллельно установленных тонких пластинок Af1, P1 и M2, P2 (рис. 139). Пластинки M1 и M2 посеребрены и выполняют роль зеркал. Пластинки P1 и P2, также посеребренные, полупрозрачны, они пропускают половину падающего света, а
остальную половину отражают. Комбинация параллельных пластинок M2, P2 может поворачиваться на малый угол относительно другой комбинации также параллельных пластинок M1, P1. Ход лучей в интерферометре показан на схематическом рис. 139. Прибор действует так же, как и интерферометр Жамена.
_|л> В нем наблюдаются интерференционные
" ** полосы равного наклона.
2 Аналогично устроен построенный
Рис. 139. несколько раньше интерферометр Ма-
ха — Цендера. Отличие от интерферометра Рождественского состоит в том, что параллельно устанавливаются между собой зеркала M1 и M2, а также полупрозрачные пластинки P1 и P2. Одна пара пластин может поворачиваться на малый угол относительно другой пары.
§ 35. Интерферометр Майкельсона
С помощью интерферометра Майкельсона (1852—1931) впервые было проведено систематическое изучение тонкой структуры спектральных линий и выполнено первое прямое сравнение эталонного метра с длиной световой волны. Знаменитый опыт Майкельсона — Морли, целью которого было обнаружение движения Земли относительно эфира (см. § 102), был выполнен также с помощью интерферометра Майкельсона. В настоящее время интерферометр Майкельсона устарел. Однако историческое значение указанных выше исследований, в особенности последнего, слишком велико. Поэтому необходимо хотя бы кратко остановиться на описании устройства и работы интерферометра Майкельсона.
Схема интерферометра приведена на рис. 140. Свет от протяженного источника S попадает на плоскопараллельную разделительную пластинку P1, покрытую полупрозрачным тонким слоем серебра или алюминия. Эта пластинка частично пропускает, частично отражает свет, разделяя падающий пучок на два взаимно перпендикулярных пучка. Первый пучок, "пройдя через пластинку P1, отражается обратно зеркалом M1, а затем частично отражается от пластинки P1 в направлении АО. Второй пучок, отразив*, шись от покрытой металлом поверхности пластинки P1, направляется к зеркалу M2, отражается от него, снова проходит через, пластинку P1 и далее идет в направлении АО, как и первый пучок- §35]
