Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
По отношению к люкам Bi и B2 зрачок L находится на бесконечно далеком расстоянии и характеризуется угловым радиусом и. Критическая величина радиуса может быть рассчитана по формуле (69)
где с — расстояние между полями B1 и B2. Для сохранения хорошего контраста размер диафрагмы должен быть не более
Если фокус объектива О равен f, то радиус такой диафрагмы равен
На этом примере можно показать возможность различных способов расчета, упомянутых на стр. 68. Для этого построим изображения B1 и В, и рассмотрим совокупность L, B1 и B2. Пусть расстояния полей от переднего фокуса F равны B1F=X1, B2F= X2.Тогда расстояния изображений B1 и В'2 от диафрагмы L равны
причем будет выполнено условие (см. формулу 60') :
A = -L.
4
В[В2 = сp = q + c'.
По формуле(бО) получим д = ?
с' (Р-Я)
8д(я+с') 2pq
iL 2
71 Положив Л = ~, найдем
'-'Vl-
т. е. то же самое значение, которое получилось и при первом способе расчета.
Несколько типичных случаев расположения входных люков относительно зрачка представлены на фиг. 50. Случай I, к которому сводится большое число схем интерферометров, уже разобран нами выше (см. фиг. 49). Размеры и расположение полей здесь таковы, что все линии, соединяющие соответственные точки, сходятся в точке L. В этом случае во всем поле получаются локализованные полосы и для всех точек поля критическая величина входного зрачка одинакова, так как расстояние C=B1B2 практически постоянно.
В случае II полосы также локализованы по всему полю, но диаметр допустимой диафрагмы меняется от точки к точке ввиду того, что одно из полей искривлено и расстояние с непостоянно. В центре поля допустима неограниченная апертура и [см. формулу (60')], у краев поля необходимо принять апертуру соответственно таблице на стр. 62. К этому случаю приводится, например, схема установки для измерения радиусов кривизны по кольцам Ньютона.
В случае III допустима щелевидная диафрагма, ширина которой для всего поля одна и та же. Это расположение отличается тем, что ориентировка соответственных точек в обоих полях одинакова и угол ? сохраняет по полю постоянное значение. Щель должна быть параллельна линии, соединяющей точки «+» и «—». Как мы видели, к этому случаю приводятся схемы опытов Френеля с зеркалами и бипризмой. о
На фиг. 50, IV представлены два соприкасающиеся поля равной величины. Чтобы показать на фигуре ориентировку соответственных точек, заднее поле изображено несколько больше переднего (на фиг. 50, V, VI и VII оба поля также имеют равную величину). Соответственные точки полей в схеме IV совпадают друг с другом, так что по всему полю мы имеем случай ? = 0; с~0, при котором допустимы неограниченные размеры входного зрачка.
На фиг. 50, V изображены два соприкасающиеся поля несколько повернутые друг относительно друга. В центре поля угол з равен нулю. По мере удаления от центра поля угол ? возрастает, и плоскость, составленная интерферирующими лучами, при обходе поля меняет свою ориентировку. Подобное явление мы наблюдали при рассмотрении схемы на фиг. 47. Однако в данном случае нельзя получить локализованных полос с помощью телецентрического пучка лучей. Небольшие повороты полей, представленные на этой схеме, могут произойти как от неисправной регулировки, так и от принципиальных особенностей конструкции интерферометра.
На схеме VI ориентировка соответственных точек полей B1 и B2 неодинакова. Одно из полей является зеркальным изображением другого. Такие пары полей получаются в тех случаях, когда числа
72 в,
Фиг. 50. Типичные случаи расположения зрачков и люков в пространстве предметов.
73 зеркальных отражений в ветвях интерферометра отличаются на единицу или на иное нечетное число. Как мы видели, к этому случаю приводится схема опыта Ллойда. В качестве входной диафрагмы здесь может быть взята щель, расположенная параллельно линии, соединяющей точки « + » и «—». Ширина щели должна быть рассчитана для крайних точек поля.
Наконец, на фиг. 50, VII представлен случай, когда одно из полей является так называемым «обратным» изображением другого. Для перехода от этой схемы к схеме IV необходимо одно из полей повернуть вокруг оси на 180°. Для каждого из диаметров здесь допустима щелевидная диафрагма, но для получения интерференции во всем поле необходима точечная диафрагма.
23. В заключение этого параграфа надо сделать несколько общих замечаний о глубине области интерференции. В каждом интерферометре полосы бывают видимы как в самом интерференционном поле В, так и несколько ближе или дальше этого поля. Область, в которой наблюдаются интерференционные явления, имеет известную «глубину», зависящую от устройства и от состояния регулировки интерферометра. На границах области контраст полос равен нулю. В средней части области находится участок наибольшего контраста.
Смещение поля В (плоскости установки) в пространстве изображений сопровождается смещениями входных люков Bi и B2 в пространстве предметов. При этом могут быть достигнуты такие расположения люков Bi и B2l для которых размеры входной диафрагмы, принятой в интерферометре, становятся критическими. Например, при нелокализованных полосах область интерференции в пространстве изображений ограничена той поверхностью, для которой угол (3 п р и заданной ширине щели 5 достигает значения, определяемого формулой (64): 8=-—.Для численных рас-
