Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
h2=2ht—Д, (94)
где Д — весьма малая положительная величина.
Фиг. 87. Сравнение эталонов длины.
К цилиндрам Ci и C2 присажены на оптический контакт плоские стекла, внутренние поверхности которых посеребрены. Таким образом получаются две воздушных плоскопараллельных пластинки Pi и P2, в которых могут осуществиться многократные отражения.
За эталонами установлен «клиновой» компенсатор К, состоящий из двух плоских пластинок, внутренние поверхности которых также посеребрены. Воздушный клин весьма малого угла получается за счет тонких станиолевых прокладок v между стеклами. На поверхности одной из пластинок нанесена миллиметровая шкала (фиг. 87,Б). После того как стекла компенсатора надежно закреплены в своей оправе, определяется толщина воздушного слоя в каждой точке шкалы по полосам равной толщины. Примерная схема для этой цели может быть устроена подобно схеме фиг. 82, где вместо лупы O2 надо взять микроскоп.
Идея метода такова: к компенсатору К подходят два луча 1 и 2, первый из которых получен после четырехкратного отражения в пластинке Pі, а второй — после двухкратного отражения в пластинке P2. Второй луч, кроме того, претерпевает двухкратное отражение в клине К. В результате получаются два луча, выходящие под углом W друг к другу. Интерференционные полосы локализованы на клине К и их ширина зависит от угла w, который в свою очередь зави-
123 сит только от угла компенсатора. Если толщина воздушного слоя в данном месте клина равна d, то разность хода лучей / и 2 после всех отражений равна
S^ih1-[2hs + 2d].
Предполагается, что эталоны и клин установлены строго параллельно друг другу и что угол падения лучей равен нулю.
Так как воздушный клин имеет переменную толщину d, то на компенсаторе К найдется такое сечение, для которого 8=0. В этом месте компенсатора получается система цветных интерференционных полос в белом свете. Для центральной бесцветной полосы (Si=O) имеем
Ah1—2(ft2 + c!)=0; ft2=2ftx—d. (94')
Сравнивая формулы (94) и (94'), мы видим, что искомая величина Д равна d. Таким образом процесс измерения сводится к определению положения бесцветной полосы на шкале клина К и к определению величины d по таблице предварительной градуировки компенсатора. Метод замечателен тем, что измерение производится очень быстро без каких бы то ни было перемещений ответственных частей схемы. Таким путем можно сравнить между собой ряд эталонов, из которых каждый последующий будет в два раза длиннее предыдущего. Подробнее о подобных схемах см. М. Ф. Романова [60].
4. Рассмотрим .еще схему, предложенную А. А. Лебедевым для испытания однородности стекла в линзах при массовом производстве последних.
Для каждого типа линз должен иметься особого типа «калибр». В наиболее простом случае при испытании плесковыпуклых или плосковогнутых линз калибр состоит из двух склеенных между собой стекол Pi и P2 (фиг. 88). Эти стекла изготовлены из заведомо однородного стекла того же сорта, что и испытуемая линза Q. Нижнее стекло Pi клиновидное и в плоскости склейки полупосеребрено. Радиусы стекол P2 и Q одинаковы. Между стеклами Q и P2 имеется тонкий слой жидкости.
124 Луч 5 разделяется в точке а на два луча, один из которых идет по пути abc, а второй — по пути abfc. Если слегка сместить линзу Q так, чтобы пара (P2Q) образовала клин, равный клину Pi, то после соединения в точке с интерферирующие лучи выходят по направлению S3. Кроме полезного луча S3, имеются еще лучи Si и S2, из которых S2 имеет большую яркость. Однако вследствие клиновидности пластинки Pi лучи Si, S2 и S3 выходят под небольшим углом друг к другу, что и позволяет освободить схему от вредных рефлексов Si и S2, пользуясь приемом, указанным на стр. 161.
Интерференционные полосы, получающиеся в такой схеме при нормальном падении лучей, локализованы на нижней поверхности пластинки P1 и являются полосами равной толщины. Если и верхняя сторона линзы плоская, то наблюдаются прямые полосы за счет разницы в углах клиньев P1 и (P2, Q). Небольшие отступления показателя преломления линзы Q от расчетной величины вызывают искривление прямых полос или появление круглых колец. Местные неоднородности стекла линзы Q замечаются по местным же искажениям формы полос, овальности колец и т. п.
Для испытания линз с двумя сферическими поверхностями требуется подобный же калибр более сложного устройства.
Осветительная схема показана на фиг. 88. В фокальной плоскости линзы O2 получается ряд изображений диафрагмы L соответственно лучам S1, S2 и S3. Диафрагма D задерживает рефлексы Sj и S2 и пропускает только полезный рефлекс S3.
'Производственные преимущества этой схемы состоят, с одной стороны, в простоте обращения с прибором, а с другой стороны, в том, что схема нечувствительна к тряске и вибрациям.
1. Среди интерферометрических приборов особое место занимают приборы, построенные по схемам, в основе которых лежит опыт Юнга. Как сами схемы, так и условия возникновения интерферен-
ции в них существенно отличаются от схем, рассматривавшихся в предыдущих параграфах.
