- •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.
3.3 Теоретические основы
Известно, что в общем виде распределение освещенности в интерференционной картине при интерференции двух пучков определяется выражением
|
|
(3.3) |
где
-
-
координаты в плоскости интерференционной
картины;
-волновое
число;
распределения освещенности каждого из
интерферирующих пучков;
-
где
комплексная амплитуда каждого из пучков;
-
распределение амплитуд электромагнитного
поля в сечении пучка;
- уравнение волновой поверхности в
пучке.
Рис 3.5.
,
отраженного от исследуемого объекта,
поскольку оно является оптической
длиной луча, представляет собой удвоенную
высоту![]()
,
(3.4)
где
уравнение, описывающее форму поверхности.
Выражение
для второго пучка есть уравнение
плоскости, нормаль которой с оптической
осью составляет угол
(множитель 2 появился из-за отражения).
Так как угол
весьма мал, то уравнение этой плоскости
в системе координат, у которой осьOZ
направлена по оптической оси, а ось OY
лежит в этой плоскости, будет (рис 3.5)
|
|
(3.5) |
Если
пучки по сечению имеют равномерные
распределения, то
и
переменная часть распределения
освещенности в (3.3) является аргументом
функцииcos.
Следовательно,
все распределение представляет собой
пространственную периодическую
структуру, т.е. систему полос. Светлые
полосы появляются, когда cos=1,
это условия максимума. Минимум же (темные
полосы) образуются при таких комбинациях
х и
у, когда
.
Рассмотрим для определенности светлые
полосы. Они возникают при условии
|
|
(3.6) |
где m целое число. Подставляя в (3.7) выражения (3.4) и (3.5) получим
|
|
(3.7) |
Г
Рис3.6. Структура интерференционной
картины. Вид интерференционных полос.
рядом наклоненных под углом
плоскостей (на рис. 3.6 этоP1
и P2),
отстоящих друг от друга на расстоянии
.
В качестве примера показано графическое
построение интерференционной картины
для объекта, имеющего вид гребенки (рис
3.6), где проведены указанные
параллельные наклонные плоскости
через
,
а линии их пересечения спроектированы
в плоскостьXOY
. Анализируя форму интерференционных
полос, можно определить форму измеряемой
поверхности.
Действительно, из треугольника АВС (рис 3.6) следует, что высота h неровности (гребенки)
|
|
(3.8) |
где
учтена малость угла
;
-
изгиб интерференционной полосы.
Известно, что расстояниеL
между интерференционными полосами в
клине связано с углом
между
его гранями соотношением
|
|
(3.9) |
Сравнивая (3.8) и (3.9) найдем h – высоту неровности, а вообще говоря, третью координату
|
|
(3.10) |
Т
Рис 3.7.
получатся как проекции на горизонтальную
плоскость (плоскость
согласно рис 3.7) сечений параллельными
плоскостями
поверхности объекта. Измеряя отрезки
- изгиб полосы и
- расстояние между полосами по формуле
(3.10) определяем глубину
.
