- •А.Б. Шерешев
- •Введение
- •1. Лабораторная работа “Интерференция в клине”
- •1.1 Основные сведения из теории
- •1.2 Выполнение лабораторной работы
- •1.3 Контрольные вопросы
- •2. Лабораторная работа “Интерферометр Майкельсона”
- •2.1 Основные сведения из теории
- •2.3 Выполнение лабораторной работы
- •2.2 Описание лабораторной установки
- •2.4 Контрольные вопросы.
- •3. Лабораторная работа «Микроинтерферометр Линника»
- •3.2 Принцип действия
- •3.3 Теоретические основы
- •3.4 Выполнение лабораторной работы
- •3.5 Контрольные вопросы
- •4. Лабораторная работа “Дифракция на решетке”
- •4.1 Основные сведения из теории.
- •4.2 Описание лабораторной установки.
- •4.3 Выполнение работы
- •4.4 Контрольные вопросы
- •5. Лабораторная работа “Поляриметр - полярископ”
- •5.1 Основные сведения из теории
- •5.2 Описание лабораторной установки
- •5.3 Выполнение лабораторной работы
- •5.4 Контрольные вопросы
- •6.Литература.
- •Содержание.
2.4 Контрольные вопросы.
1. Как будет выглядеть интерференционная картина, если в обе ветви интерферометра поместить две различные линзы: а) обе положительные, б) обе отрицательные?
2. Как будет выглядеть интерференционная картина, если в обе ветви интерферометра поместить два клина с ребрами, взаимно перпендикулярными друг другу?
3. Как коэффициент пропускания делительного кубика влияет на контраст интерференционной картины?
4.
Как изменится интерференционная картина,
если делительный кубик повернуть на
угол
?
5. Можно ли в качестве источника света использовать лампочку накаливания.
6. Как влияет на интерференционную картину положение лазера.
3. Лабораторная работа «Микроинтерферометр Линника»
Целью работы является изучение принципа работы микроинтерферометра Линника и формирование основных навыков работы с интерферометрами.
3.1 Назначение
Р
1-Источник света. 2.
Коллимирующий объектив. 3. Делительная
пластина. 4. Компенсационная пластина.
5,6 – Микрообъективы. 7. Контролируемый
объект. 8 – Эталонное зеркало. 9 –
Объектив. 10 – Шкала окуляр-микрометра.
(ПД) 11 – Окуляр.
Рис
3.1. Схема интерферометра Линника.
3.2 Принцип действия
Схема прибора приведена на рис 3.1. Световой поток, исходящий из источника 1 с помощью коллимирующего объектива 2 превращается в параллельный пучок, который делителем 3 расщепляется на два – ОА и ОВ. Делитель представляет собой плоскопараллельную пластину, на заднюю часть которой (по отношению к источнику света), нанесено полупрозрачное покрытие. Половина потока распространяется в ветви ОА, строя с помощью микрообъектива 5 на предмете 7 изображение источника света, освещая тем самым те участки предмета, на которых фокусируются элементы тела накала источника. Затем, освещенный таким образом предмет, с помощью того же микрообъектива 5 и объектива 9 строит изображение предмета в плоскости полевой диафрагмы (ПД), где расположена шкала.
В
Рис
3.2. Виртуальный оптический клин

к оптической оси, который можно изменять.
Таким образом, оба пучка попадают в
плоскость полевой диафрагмы, где
одновременно строят как изображение
предмета, так и наклоненного зеркала,
образуя из этих изображений оптический
виртуальный клин, в котором появляются
полосы равной толщины, а на линии
пересечения граней образуется
ахроматическая полоса, поскольку в этом
месте разность хода интерферирующих
лучей равна нулю. Этот клин в свою
очередь можно считать изображением еще
двух клиньев: клина, одной гранью которого
является поверхность объекта, а другой
гранью – мнимое изображение эталонного
зеркала в зеркале, коим является
полупрозрачное покрытие делительного
кубика (в точке А) и наоборот, когда
действительной гранью является эталонное
зеркало (в точке В, рис 3.1).
Принципиально,
такой метод измерений не отличается от
интерференционных измерений в обычном
клине с той лишь разницей, что либо одна
из граней клина (если его рассматривать
между контролируемой поверхностью и
мнимым изображением эталонного зеркала),
либо обе грани являются виртуальными
– т.е. изображениями. У такого клина,
как это говорят в оптике, имеется засечка.
(Рис 3.2). Это означает, что оптические
поверхности как бы проходят сквозь друг
друга. Ясно, что с материальными телами
такого быть не может. Кроме того, этот
клин расположен в плоскости полевой
диафрагмы и не составляет проблем
измерения его параметров. Обе ветви ОА
и ОВ
совместно с общим участком от делителя
до ПД (рис. 3.1) представляют собой
микроскопы с параллельным ходом лучей.
Покажем это. Для этого рассмотрим
оптическую систему, состоящую из двух
линз (объективов) с различными фокусными
расстояниями и расположенными на
произвольном расстоянии друг от друга.
Если поместить предмет в переднем фокусе
первой линзы, то изображение сформируется
в заднем фокусе второй линзы при любых
взаимных положениях линз (рис.3.3). Из
построения видно, что треугольники АОВ
и А'О'В'
подобны, так как главные лучи ВО
и В'О'
параллельны, откуда следует выражение
для линейного увеличения
![]()
|
|
(3.1) |
Э
Рис
3.3. Оптическая схема микроскопа

Рис 3.4 Прохождение
пучком делительной пластины. 1) для
плеча ОА.Свет трижды проходит
пластину. 2) для плеча ОВ.Свет проходит пластину один раз.

.
Однако, помимо воздуха, свет распространяется
и в стекле делительной пластины, причем
в плечеОА
свет проходит в стекле в три раза большее
расстояние, чем в плече ОВ
(рис 3.4), благодаря нанесению на одну из
сторон пластины полупрозрачного
покрытия. В таком случае разность хода
будет
(3.2)
Так
как стекла обладают дисперсией
,
то разность хода
в
данном случае будет также функцией
длины волны и ни при каких вариациях с
длинами плечОА
и ОВ
она не будет равна нулю для всех длин
волн. Полученный результат указывает
на невозможность формирования в такой
схеме условия возникновения ахроматической
полосы – равенства нулю разности хода
для всех длин волн. В свою очередь
отсутствие такой полосы делает невозможным
наблюдения всей интерференционной
картины при немонохроматическом
источнике света.
Теперь становится понятна роль компенсационной пластины, которая должна быть изготовлена из такого же материала, как и делительная пластина и совпадать с ней по всем размерам, т.е. быть полностью ей эквивалентной. Будучи внесенной в схему, она как раз и скомпенсирует двойной проход света в стекле в плече ОВ. Из сказанного также следует, что в случае использования монохроматического источника (лазера или даже осветителя со светофильтром) компенсационная пластина становится ненужной, и ее можно удалить из схемы.

