Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Второе обстоятельство связано с локализацией интерференционных полос. При толстых пластинках угол ? (см. фиг. 55 и 56) получается настолько большим, что зависящая от него ширина щелевид-ной диафрагмы L становится весьма малой. Поэтому в толстых пластинках при наклонных пучках получить яркие полосы равной толщины невозможно.
Особый интерес представляет тот случай, когда лучи падают на пластинку нормально. Соответствующая схема представлена на фиг. 58. Осветительное устройство схемы состоит из коллиматора (L, O1) и отражающей пластинки М. В качестве пластинки M берется полупосеребренная или даже несеребренная стеклянная пластинка. Последняя отражает по направлению к s только 10% света, но и этого в большинстве случаев бывает достаточно для получения интерференции. Пучок лучей от коллиматора частично проходит через пластинку M и частично отражается от M к пластинке s. Если для определенности принять, что падающий луч нормален к первой поверхности пластинки, то он входит в пластинку без преломления. Первый интерферирующий луч отражается у первой поверхности пластинки и идет обратно по своему первоначальному направлению. Второй интерферирующий луч отражается от нижней поверхности пластинки в точке Р. Так как оба интерферирующих луча происходят из одного первичного луча, то угол ? здесь равен нулю и нижняя поверхность пластинки является плоскостью локализации.
Итак, чтобы получить локализованные полосы равной толщины в толстой пластинке, пластинку следует освещать телецентрическим пучком лучей, ось которого нормальна к пластинке. Интерференционное поле при этом совпадает с поверхностью пластинки.
Регулировка частей схемы, изображенной на фиг. 58, производится с целью направить ось падающего пучка по нормали к пластинке s. Этого можно достигнуть наклоном пластинки 5, наклоном пластинки М, поперечными движениями диафрагмы L или объекти-
Фиг. 58. Схема для получения локализованных полос равной толщины.
6*
83 ва O1. Для контроля правильности регулировки можно пользоваться лучами, которые при обратном ходе частично отражаются от пластинки M и возвращаются в объектив Oi. Эти лучи дают изображение диафрагмы L, совпадающее с самой диафрагмой (так называемый автоколлимационный метод).
9, Так как многие практические схемы приводятся к схеме фиг. 58, то остановимся на ней более подробно и выясним допустимую величину (диаметр) входного зрачка L. Для этого надо определить положение входных люков в пространстве предметов. Ход интерферирующих лучей подробно изображен на фиг. 59, обозначе-
полос равной толщины.
ния которой те же, что и на фиг. 58. В правой части фигуры показано изображение s' пластинки s в зеркале М. На фиг. 59 лупа О% не изображена.
Как было сказано выше, осевой луч дает два интерферирующих луча, пересекающихся на нижней поверхности пластинки (точка локализации). Однако по отношению к лупе O2 (см. фиг. 58) эта точка локализации вследствие преломления у первой поверхности пластинки будет находиться в точке Р, расположенной на расстоянии — от первой поверхности. Все лучи обоих интерферирующих п
пучков по отношению к лупе O2 выходят из точки Р. С этой точкой совпадает точка P2 пространства предметов. Точка Pi является зеркальным изображением точки P2 в первой поверхности пластинки.
Лучи от всех точек диафрагмы L, идущие в точку P1, после отражения от первой поверхности пластинки будут направляться к лупе O2 из точки Р. Равным образом лучи, идущие от любой точки диафрагмы L в точку P2, после отражения от второй поверхности пластинки будут направляться к лупе O2 из той же точки Р.
84 Допустимая величина диафрагмы L зависит от расстояния C=P1P2, которое равно
о &
с = 2 —¦. п
После подстановки этого значения в формулу (60") находим допустимое значение апертурного угла и
"Tl/?- (75>
Эта формула дает следующую табличку значений и для различных значений h при я= 1,5 и X = 0,55 мк:
h мм 100 10 1 0,1 0,01 0,001
и 5' 16' 50' 2С40' 8° 20' 26"
По поводу формулы (75) и приведенной таблички можно сделать такие замечания. Освещенность интерференционного поля («яркость» интерференционной картины), пропорциональная квадра. ту апертуры и, при толстых пластинках меньше, чем при тонких. Для наблюдения полос в толстых пластинках приходится применять приборы более слабого увеличения — лупы и слабые микроскопы. При толщине 0,1—0,001, мм могут быть применяемы микроскопы большого увеличения. Освещенность поля не связана с частотой полос, которая зависит только от клшшвидности пластинки, но не от её толщины. Так как для рассматривания весьма частых полос требуется большое увеличение, то можно сделать вывод, что такие полосы могут быть видимы только в тонких пластинках.
Формула (75) показывает, что для освещения стеклянной пластинки (п= 1,5) можно взять более сильную апертуру, чем для воздушной пластинки (п= 1). Между тем разность хода 8=2nh в стеклянной пластинке больше, чем в воздушной. Этим еще раз подтверждаются выводы предыдущего параграфа о том, что апертура освещающего пучка не связана непосредственно с разностью хода.
