Полосы равной толщины.

Полосы равной толщины (интерференция от пластинки переменной толщины) — интерференционные полосы, возникающие в результате интерференции от мест одинаковой толщины. Они локализованы вблизи поверхности клина. Каждая из полос возникает при отражении от мест пластинки, имеющих одинаковую толщину. В общем случае толщина пластинки может изменяться произвольно (на рис. 5.8 выбран клин, угол а между боковыми гранями очень мал).

26.Кольца Ньютона.

Кольцами Ньютона называется интерференционная картина, которая образуется в простейшем случае на плосковыпуклой линзе, соприкасающейся в точке О с плоскопараллельной пластиной. Луч 1 дважды прошедший воздушный зазор, в точке С интерферирует с лучом 2. Интерференционная картина имеет вид светлых и темных колец, ибо все точки кольца с радиусом г имеют одинаковую оптическую разность хода и дадут либо усиление, либо ослабление света.

Интерферометры

Интерферометры – приборы, в которых явление интерференции света используется для точных измерений показателей преломления прозрачных сред, малых углов, малых удлинений, а также длин волн спектральных линий.

В зависимости от принципа действия они подразделяются на двухлучевые, в которых интерференционная картина образуется за счет интерференции двух когерентных волн и многолучевые, в которых в образовании интерференционной картины участвуют много лучей. К двухлучевым интерферометрам относятся интерферометры Жамена, Релея, Майкельсона, Линника. К многолучевым – интерферометр Фабри-Перо, пластинка Люмера-Герке.

Микроинтерферометр Линника, используемый в данной работе, представляет собой малый интерферометр Майкельсона, надевающийся на обычный микроскоп. Этот прибор позволяет наблюдать и измерять мельчайшие неровности поверхности и служит для исследования их чистоты обработки.

Схема интерферометра Майкельсона приведена на рис. 10.1. Пучок света от источника S падает на полупрозрачную пластинку П, достигает зеркала 3_I, отражается от него, вновь входит в пластинку П, отражается от полупрозрачного слоя и выходит из неё по направлению зрительной трубы I. Вторая часть светового пучка, отразившись от полупрозрачного слоя пластинки П, попадает на зеркало З₂, отряжается от него, проходит пластинку П и идет по направлении к зрительной трубе Т. Встречаясь, оба луча интерферируют между собой и дают в фокальной плоскости зрительной трубы интерференционную картину. Так как первый луч проходит пластинку П трижды, а второй луч только один раз, то на пути второго луча ставится компенсатор К. Компенсатор представляет собой плоскопараллельную пластинку такой же толщины, как и пластинка П, но без напыления. Он служит для компенсации дополнительно оптической разности хода волн, возникающей при прохождении лучей через пластинку П.

В микроинтерферометре Линника одно из зеркал заменено полированной поверхностью образца, чистоту обработки которого определяют.

Если на поверхности полированной детали имеется впадина, глубина которой равна h, то между лучами, отраженными от поверхности детали и от дна впадины, возникает оптическая разность хода волн

, где n_b – показатель преломления среды, в которой находится деталь (для воздуха n_b =1).Эта оптическая разность хода волн приведет к искривлению интерференционной картины и её смещению на m полос. При этом оптическая разность хода волн составит величину .Если обозначить расстояние между интерференционными полосами через b, а глубину провала интерференционной полосы через а, то m = .приравняв эти соотношения и учитывая, для h получим выражение .Для измерения величин a и b нить перекрестия окулярного измерительного микроскопа подводят к середине верхней интерференционной полосы и снимают по шкале барабана отсчет N₁ (рис. 10.3). Затем нить перекрестия подводят к середине соседней нижележащей полосы и снимают отсчет N₂. Разность N₂–N₁=b. Если между отсчетами N₁ и N₂ расположено n полос, то .

Для измерения изгиба а совмещают нить перекрестия с серединой полосы и по шкале окулярного микрометра снимают отсчет N₃. Затем нить перекрестия совмещают с серединой той же полосы в месте изгиба, получают отсчет N₄. Разность N₄ – N₃ = а. Величина изгиба в долях интервала выражается формулой . Подставляя полученные Ур-я, для h получим .Если измерения производятся не в монохроматическом, а в белом свете, то искривление в одну интерференционную полосу соответствует неровности на испытуемой поверхности, равной 0,27 мкм. Тогда h определяют по формуле .

Интерферометр Жамена можно использовать для определения ничтожного изменения показателя преломления, например при изменении температуры таза или прибавлении посто­ронних примесей. В соответствии с этим его нередко называют интерференционным рефрактометром. Как показано выше, он крайне чувствителен к незначительным изменениям показателя преломления. Однако определение абсолютного значения самого показателя преломления при помощи этого прибора довольно затруднительно. Обычно его применяют таким образом, что срав­нивают интересующий нас газ с каким-либо хорошо изученным газом, например, воздухом.

Интерференционная методика позволяет наряду с точными изме­рениями расстояний определять также с большей точностью качество полированной поверхности. Чрезвычайно большая точность в изго­товлении поверхностей зеркал, линз и призм является необходимым условием создания современных высокосортных оптических инструментов. В лучших оптических системах отклонение этих V поверхностей от заданных не должно превышать десятых и даже сотых долей длины волны. Наиболее подходящими методами для испытания качества подобных поверхностей служат интерферен­ционные методы, уже давно получившие широкое распространение в оптико-механической промышленности.

Интерференционные методы широко применяются также для контроля чистоты обработки металлических поверхностей. К приборам такого рода принадлежит микроинтерферометр В. П. Линника.

Явление интерференции в тонких пленках используется в ряде приборов как чувствительнейший метод, позволяющий судить_г о ничтожном изменении толщины какой-либо воздушной прослойки,

Так, в дилатометре Физо—Аббе незначительное тепловое расширение влечет за собой изменение толщины воздушной прослойки между испытуемым телом и эталонным стеклом.

Интерференционные явления используются также для очень точного определения углов. Здесь также оказывается возможным применение весьма разнообразных приемов. Так, для контроля правильности углов в стеклянных призмах используют явления и тонких пластинках (воздушный клин). Изготовив стандартный стеклянный угольник и накладывая его на грани призмы, можно но интерференционным картинам контролировать правильность угла призмы с точностью, соответствующей воздушному клину, катет которого не превышает 0,03 мкм.

28. Принцип Гюйгенса — Френеля: все вторичные источники S₁ и S₂ и т. д., расположенные на поверхности фронта волны, когерентны между собой. Амплитуда и фаза волны в любой точке М пространства — это результат интерференции волн, излучаемых вторичными источниками.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: