Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Фиг. 102. Принципиальная схема интерферометра Майкельсона.
Фиг. 103. Определение локализации полос в интерферометре Майкельсона.
рывно изменять толщину мнимой пластинки. Плоскость Si может находиться ближе или дальше R и может совпадать с ней. Так как плоскость R мнимая, то она может даже пересекаться с плоскостью S1, что в реальных пластинках невозможно.
Таким образом в данном интерферометре могут быть воспроизведены различные случаи интерференции в пластинках, толстых и тонких, клинообразных и плоскопараллельных. Условия освещения и способы наблюдения интерференции должны соответствовать каждому данному случаю.
Контрастность интерференционных полос зависит от качества серебрения зеркал, которое определяет яркость двух интерферирующих лучей. Если серебрение выполнено правильно, то распределение освещенности в интерференционной картине соответствует графику фиг. 16.
Плоскость локализации полос равной толщины при нормальном падении лучей, как известно (см. стр. 98), совпадает, с поверхностью пластинки. Фиг. 103 показывает, что это правило справедливо и для интерферометра Майкельсона, в котором, полосы локализованы на поверхности зеркал. Это обстоятельство относится, до известной степени, к отрицательным свойствам схемы, так как не дает возможности получить очень яркие полосы в произвольно выбран-
139 ной плоскости, не совпадающей с плоскостью зеркал, и заставляет прибегать в нужных случаях к интерферометрам иного устройства (см. § 28).
2. На фиг. 104 устройство интерферометра показано более подробно. При наблюдении полос равной толщины для освещения служит коллиматор (L, O1), состоящий из объектива O1 и диафрагмы L, которая является входным зрачком интерферометра. Коллиматор дает телецентрический пучок лучей. Диафрагма освещается монохроматическим или белым светом. Выходящие из интерферометра лучи поступают в объектив O2, в фокальной плоскости которого получаются два изображения диафрагмы L,— выходные зрачки
Фиг. 104. Схема интерферометра Майкельсона.
интерферометра L1 и L2. Здесь должен быть помещен глаз наблюдателя или объектив фотоаппарата в случае фотографирования полос.
Начиная с момента разделения интерферирующих лучей, лучи верхней ветви интерферометра дважды проходят сквозь стекло пластинки М. Так как эта пластинка имеет дисперсию, то оптическая длина пути будет различна для различных длин волн. Для компенсации в правой ветви интерферометра установлена пластинка К, сделанная из того же стекла, что и пластинка М. Пластинки M и Д' имеют одинаковую толщину и должны быть установлены параллельно друг другу. После этого разность хода становится одинаковой для всех длин волн и могут быть получены полосы в белом свете. В интерферометрах, предназначенных только для монохроматического света, компенсатор не ставится.
3. Некоторые указания для регулировки этой схемы могут принести пользу начинающим работать с интерферометрами.
Диафрагма L должна быть установлена в фокальной плоскости объектива O1, что проверяется обычными в оптике приемами.
140 Ось коллиматора (L, Oi) устанавливается перпендикулярно к зеркалу S2. Регулировка может быть произведена наклонами зеркала S2 или поперечными подвижками диафрагмы L. Поверку лучше всего производить автоколлимационным методом по схеме фиг. 72 (стр. 102). При этой регулировке зеркало Sj следует закрыть листом черной бумаги.
Ось трубы (O2, Li, L2) должна быть перпендикулярна к зеркалу Si. Регулировка и поверка производятся так же, как и для трубы (L, O1).
Пластинка M должна быть установлена по биссектрисе угла, составленного зеркалами Si и S2. При регулировке наблюдают (через лупу) два изображения диафрагмы L в фокальной плоскости объектива O2 и приводят их в совмещение наклонами пластинки M-
Параллельность компенсатора К и пластинки M может быть проверена с помощью автоколлимационной трубы, установленной нормально к этим пластинкам.
Если диафрагма L освещена монохроматическим светом, то после указанных регулировок должны появиться полосы равной толщины. Дальнейшая регулировка производится юстировочными винтами зеркала S1 и контролируется непосредственно по виду полос.
Для того чтобы получить кольца равного наклона, необходимо с помощью котировочных винтов зеркала Si расширить интервал между полосами равной толщины до крайнего возможного предела так, чтобы поверхность зеркала получилась равномерно освещенной. После этого надо включить добавочную линзу O3, которая проектирует диафрагму L на зеркала S. Кольца равного наклона видны в фокальной плоскости линзы O2, где их рассматривают через окуляр Oi.
Чтобы получить интерференцию в белом свете, передвигают каретку с зеркалом Si в таком направлении, чтобы кольца равного наклона стягивались к центру. Когда зеркала Si и S2 окажутся почти на равных расстояниях от М, то размер центрального пятна станет настолько большим, что займет все поле окуляра O4. Вблизи этого положения и следует искать полосы в белом свете. Для этого вновь переходят к наблюдению полос равной толщины, т. е. выключают линзы O3 и O4, слегка наклоняют зеркало Si, освещают диафрагму L белым светом и весьма медленно передвигают каретку с зеркалом S1, пока полосы не будут найдены. Можно также применять небольшой спектроскоп, как было указано на стр. 40.
