Интерферометр Майкельсона. Демонстрация интерферометра Майкельсона является, наверное, дидактически самым важным способом показать

Демонстрация интерферометра Майкельсона является, наверное, дидактически самым важным способом показать, как в большинстве оптических интерферометров происходит разделение светового пучка на два и последующее сложение этих пучков с образованием интерференционной картины.

Перед демонстрацией полезно изобразить схему интерферометра, состоящего из двух глухих (1,2) и одного полупрозрачного (3) зеркала (рис. 8.17).

Рис. 8.17. Интерферометр Майкельсона (схема)

Рис. 8.18. Поле двух источников (схема)

Пучок света от лазера[11] расширяется линзой и разделяется полупрозрачным зеркалом на два пучка, каждый из которых отражается от соответствующего глухого зеркала и снова пройдя или отразившись от полупрозрачного зеркала, попадает на экран (4). Легко показать построением, что система зеркал интерферометра Майкельсона фактически строит два изображения S₁ и S₂ источника S. Поэтому интерферометр Майкельсона (как и любой другой, в том числе и рассмотренная в предыдущем параграфе пленка) сводится к классической схеме опыта Юнга. А интерференционное поле двух когерентных источников представляет собой систему гиперболоидов вращения около оси S₁S₂ (рис. 8.18)

Форма интерференционных полос определяется тем местом, где находится экран. Например, в положении 1 на экране будут концентрические кольца, в положении 2 – почти параллельные прямые.

Все это можно показать на установке, внешний вид которой приведен на рис. 8.19. Оба глухих зеркала находятся на ситалловом основании: одно в фиксированной оправке, другое – в оправке, допускающей параллельное смещение и повороты зеркала. Интерференционная картина с помощью телекамеры передается на экран монитора или на большие аудиторные экраны с помощью мультимедийных проекторов[12].

Рис. 8.19. Установка для демонстрации интерферометра Майкельсона.

Сначала получают картину в виде концентрических колец. Прикосновением к любому элементу установки можно показать, что интерференционная картина очень чувствительна к возмущениям. Это обстоятельство широко используется в нанометрологии.

Наклоняя зеркало, видим, что кольца «уходят» куда-то в сторону и появляются кривые линии. Если еще больше наклонить зеркало, то интерференционные полосы будут столь частыми, что глазом не различаются. Тем не менее, если бы можно было увидеть их под микроскопом, то они почти не отличались бы от параллельных прямых.

Дата добавления: 2014-01-04