Шилэн кабелийн Мишельсоны интерферометрийн үйл ажиллагааны зарчмын онол. Оптик интерферометрийн ажиллах зарчим

> Мишельсоны интерферометр

Үйл ажиллагааны зарчмыг анхаарч үзээрэй Мишельсоны интерферометр. Michelson интерферометр, хэлхээний дизайн, хэрэглээнд хөндлөнгийн загвар хэрхэн харагддагийг мэдэж аваарай.

Мишельсон интерферометр нь оптик интерферометрийн салбарт хамгийн түгээмэл тохиргоо юм.

Сургалтын зорилго

Мишельсоны интерферометрийн ажиллах зарчмыг ойлгох.

Гол цэгүүд

Интерферометр нь тэдгээрийн талаарх мэдээллийг авахын тулд давхардсан долгионыг ашигладаг.
Тодорхой хөтөч нь гэрлийн туяаг хоёр замд хувааж, буцаж эргэлдэж, хөндлөнгийн загвар үүсгэхийн тулд тэдгээрийг дахин нэгтгэдэг.
Хамгийн алдартай хэрэглээ бол Мишельсон-Морлигийн туршилт бөгөөд тэг үр дүн нь харьцангуйн тусгай онолыг өдөөсөн юм.

Нөхцөл

Тусгай харьцангуйн онол: Гэрлийн хурд нь лавлагааны бүх хүрээнд тогтвортой хэвээр байна.
Давхардсан - өөр зүйл дээр байрлуулсан.
Хөндлөнгийн нөлөөлөл гэдэг нь агаар мандлын болон бусад нөлөөллөөс шалтгаалж гажуудсаны улмаас үүссэн суперпозиция юм.

Интерферометр

Энгийнээр хэлбэл, интерферометр гэдэг нь давхцсан долгионы интерференцийг ашиглан тэдгээрийн шинж чанарыг хэмжих явдал юм. Интерферометрийн аргыг одон орон судлал, инженерчлэл, физик, шилэн кабель, далай судлал зэрэг шинжлэх ухааны олон салбарт ашигладаг.

IN аж үйлдвэрийн хувьдЭнэ нь жижиг өрөө, хугарлын индекс, гадаргуугийн тэгш бус байдлыг хэмжихэд хэрэглэгддэг. Ижил давтамжтай хоёр долгионыг нэгтгэх үед үүссэн загвар нь тэдгээрийн фазын ялгаа дээр суурилдаг. Долгион нь үе шатанд байгаа тохиолдолд конструктив интерференц үүсдэг бол сүйтгэгч интерференц байхгүй. Энэ зарчмыг интерферометрт долгионы анхны төлөвийн талаарх мэдээллийг олж авахад ашигладаг.

Мишельсоны интерферометр

Мичелсоны интерферометр нь А.А.Мишельсоны бүтээсэн хамгийн өргөн хэрэглэгддэг интерферометр юм. Үйл ажиллагааны зарчим нь гэрлийн туяаг хоёр замд хуваах явдал юм. Үүний дараа тэдгээрийг дахин нэгтгэж, интерференцийн хэв маягийг бүрдүүлдэг. Илрүүлэгч дээр судал үүсгэхийн тулд замууд нь өөр өөр урттай, найрлагатай байх ёстой.

Өнгөт ба монохроматик судлууд: (a) - цагаан судлууд, хоёр цацраг нь фазын урвуу тоогоор ялгаатай; (b) - хоёр цацраг нь ижил тооны фазын урвуу байдлаар тодорхойлогддог цагаан судлууд; (в) - монохромат гэрэлтэй судалтай загвар

Доорх зураг нь төхөөрөмж хэрхэн ажилладагийг харуулж байна. M 1 ба M 2 нь маш өнгөлсөн хоёр толь, S нь гэрлийн эх үүсвэр, M нь цацраг задлагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг хагас мөнгөн толь, C нь хэсэгчилсэн тусгалтай M цэг юм. S туяа M дээрх цэгийг оноход хоёр цацрагт хуваагдана. Нэг туяа нь А руу туссан ба хоёр дахь нь M гадаргуугаар дамжин В цэг хүртэл дамждаг. А ба В нь маш өнгөлсөн M 1 ба M 2 толины цэгүүд юм. Цацрагууд эдгээр цэгүүдэд тусах үед тэдгээр нь С цэгт буцаж тусах ба тэнд дахин нэгдэж интерференцийн загвар үүсгэдэг. Е цэг дээр энэ нь ажиглагчийн нүдэнд харагдана.

Гэрлийн долгионы замыг харуулсан Михельсон интерферометрийн диаграмм

Хэрэглээ

Мишельсоны интерферометрийг таталцлын долгионыг хайхад ашигладаг. Тэр бас тоглосон гол үүрэгАгаар мандлын дээд давхаргыг судлах, Доплерийн өргөн, гэрэлтэх болон аврорагийн спектрийн шилжилтийг хэмжих замаар температур, салхи тодорхойлох.

Гэсэн хэдий ч олон хүмүүс хамгийн алдартай програм болох Михельсон-Морлигийн туршилтыг санаж байна. Энэ нь ердийн салхины хурдад таамагласан эфирийн салхи хэрхэн нөлөөлж байгааг харуулах гэсэн амжилтгүй оролдлого байв. Энэ нь бүтээлд урам зориг өгсөн тусгай онолхарьцангуйн онол.

Интерференцийн үзэгдлийн хэрэглээ.

Хөндлөнгийн үзэгдэл нь гэрлийн долгионы шинж чанартай холбоотой; түүний тоон хэв маяг нь долгионы уртаас хамаарна л 0 . Тиймээс энэ үзэгдлийг гэрлийн долгионы шинж чанарыг батлах, долгионы уртыг хэмжихэд ашигладаг (Интерференцийн спектроскопи).

Интерференцийн үзэгдлийг мөн оптик хэрэгслийн чанарыг сайжруулахад ашигладаг ( оптик цэвэрлэх) болон өндөр цацруулагч бүрээсийг олж авах. Линзний хугарлын гадаргуу бүрээр, жишээлбэл, шил-агаарын интерфейсээр дамжин гэрлийн шилжилт нь ослын урсгалын »4% (шилний хугарлын индекс »1.5) тусгалаар дагалддаг. Орчин үеийн линз нь олон тооны линз агуулдаг тул тэдгээрийн тусгалын тоо их байдаг тул алдагдал нь бас их байдаг. гэрлийн урсгал. Тиймээс дамжуулж буй гэрлийн эрч хүч суларч, оптик төхөөрөмжийн диафрагмын харьцаа буурдаг. Нэмж дурдахад линзний гадаргуугаас тусгах нь хурц гэрэлд хүргэдэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн (жишээлбэл, цэргийн техник) төхөөрөмжийн байрлалыг задлах.

Эдгээр дутагдлыг арилгахын тулд гэж нэрлэгддэг оптикийн гэгээрэл.Үүнийг хийхийн тулд линзний чөлөөт гадаргуу дээр линзний материалаас бага хугарлын индекс бүхий нимгэн хальсыг хэрэглэнэ.

Хөндлөнгийн үзэгдлийг интерферометр гэж нэрлэгддэг маш нарийн хэмжих хэрэгсэлд бас ашигладаг. Бүх интерферометрүүд нь ижил зарчим дээр суурилдаг бөгөөд зөвхөн дизайны хувьд ялгаатай байдаг.

Оросын физикч В.П.Линник (1889-1984) Мишельсоны интерферометрийн үйл ажиллагааны зарчмыг ашигласан. микроинтерферометр(интерферометр ба микроскопийн хослол) нь гадаргуугийн боловсруулалтын цэвэр байдлыг хянах үүрэгтэй.

Интерферометр нь тунгалаг биетүүдийн хугарлын илтгэгчийн бага зэргийн өөрчлөлтийг тодорхойлох боломжийг олгодог маш мэдрэмтгий оптик хэрэгсэл юм. хатуу бодис) даралт, температур, хольц зэргээс хамаарч ийм интерферометрийг нэрлэдэг интерференцийн рефрактометр.

МАЙКЕЛСОН ИНТЕРФЕРОМЕТР - хоёр цацрагт интерферометр, оптик хэлхээ нь янз бүрийн физикт өргөн хэрэглэгддэг интерференцийн төрлүүд. судалгаа болон төрөл бүрийн технологи. хэмжих болно, уртыг хэмжих хэрэгсэл, шилжилт хөдөлгөөн, оптик утаснуудын чанарыг судлах. эд анги, систем гэх мэт I.M-ийн тусламжтайгаар гэрлийн долгионы уртыг анх удаа тодорхойлж, Мишельсон. IM нь өндөр диафрагм, өндөр нарийвчлалтай спектрийн төхөөрөмж болгон ашигладаг бөгөөд энэ нь бусад олон давуу талтай.

Замын зөрүүг саад болох цацрагийн жигд өөрчлөлтөөр λ 0 /2интерференцийн загвар маш их шилжих тул максимумыг минимумаар солино. Тиймээс интерференцийн үзэгдлийг ашигладаг интерферометрүүдбиеийн урт, гэрлийн долгионы урт, температурын өөрчлөлттэй биеийн уртын өөрчлөлтийг хэмжихэд λ 0-тэй харьцуулах боломжтой.

IN Мишельсоны интерферометрэх үүсвэрээс ирсэн монохромат туяа Сгэж хуваагддаг тунгалаг хавтан P xхоёр цацраг 1" Тэгээд 2", Энэ нь толинд туссан М 1болон M 2, дахин ашиглана P 1нь нэг цацрагт нийлдэг бөгөөд туяа нь 1" Тэгээд 2" интерференцийн хэв маягийг бүрдүүлнэ. Нөхөн олговрын хавтан P 2цацрагийн замд байрлуулсан 2, Ингэснээр энэ нь 1-р цацраг шиг хавтангаар хоёр удаа дамждаг. Үүссэн интерференцийн загвар нь цацрагийн замын зөрүүний аливаа өөрчлөлтөд маш мэдрэмтгий байдаг (жишээлбэл, толины аль нэгний шилжилт).

Оптик интерферометрийг оптик долгионы урт, спектрийн шугам, туйлшралын орчны хугарлын илтгэгч, объектын үнэмлэхүй ба харьцангуй урт, оддын өнцгийн хэмжээг өөрчлөхөд оптик хэсгүүд болон тэдгээрийн гадаргуугийн чанарыг хянахад ашигладаг.

Үйл ажиллагааны зарчим:

Төрөл бүрийн төхөөрөмжийг ашиглан гэрлийн цацрагийг 2 ба түүнээс дээш уялдаатай туяанд хувааж, янз бүрийн оптик замаар дамждаг, дараа нь нэгтгэж, тэдгээрийн хөндлөнгийн үр дүнг ажигладаг.

Интерференцийн хэв маяг нь гэрлийн туяаг уялдаа холбоотой цацрагт хуваах арга, хөндлөнгийн цацрагийн тоо, оптик замын ялгаа, харьцангуй эрч хүч, эх үүсвэрийн хэмжээ зэргээс хамаарна. спектрийн найрлагаСвета.

Оптик интерферометрийг цацрагийн интерферометрийн тоогоор хувааж болно.

Давхар цацраг ба олон цацраг.

Олон цацрагт интерферометрийг гэрлийн спектрийн найрлагыг судлах спектрийн хэрэгсэл болгон ашигладаг.

Хос цацрагийг физик техникийн хэмжилтийг хэмжихэд ашиглаж болно.

Мишельсон: Эх үүсвэрээс O1-ээр дамжсан зэрэгцээ гэрлийн цацраг Р1 тунгалаг хавтан дээр тусч, хоёр уялдаатай цацрагт хуваагдана.

Дараа нь 1-р цацраг М1 толиноос, 2-р цацраг М2 толиноос тусна. 2-р дам нуруу нь P1 хавтангаар дахин давтагддаг, 1-р дамждаггүй. Хоёр цацраг хоёулаа AO чиглэлд линз O2-ээр дамжин өнгөрч, диафрагмын фокусын хавтгайд хөндлөнгөөс оролцдог D. Ажиглагдсан хөндлөнгийн загвар нь толин тусгал М2 болон хавтан дахь M1 толины виртуал дүрсээс үүссэн агаарын давхарга дахь хөндлөнгийн оролцоотой тохирч байна. P1.

Агаарын давхаргын зузаан l (оптик замын зөрүү = 2л).

Хэрэв M1 толин тусгал нь M2 ба виртуал дүрс M1 параллель байхаар байрлуулсан бол интерференцийн загвар нь O2 линзний фокусын хавтгайд байрлах тэгш налуу ирмэгүүдээс бүрдэнэ. Мөн зураг нь төвлөрсөн цагиргийг төлөөлдөг.

Тогтмол зузаантай тунгалаг давхаргыг параллель бус монохромат цацрагаар гэрэлтүүлэхэд ижил налуутай судал үүсдэг.

Хэрэв M2 ба M1 дүрс нь агаарын шаантаг үүсгэдэг бол ижил зузаантай судлууд гарч ирэн зэрэгцээ шугамууд шиг харагдана.

Жамин интерферометр:

Хий ба шингэн дэх хугарлын илтгэгчийг хэмжих зориулалттай. Шилэн хавтангийн урд болон хойд гадаргууг тусгасны дараа S туяа нь S1 ба S2 туяанд хуваагдана. Замд 2 кювет байна P2-ээс туссан цацрагууд нь P1-тэй харьцуулахад эргэлддэг.

Тэд T телескоп руу унадаг бөгөөд тэдгээр нь хөндлөнгөөс оролцож, тэгш налуу шулуун судал үүсгэдэг.

Хэрэв кюветийн аль нэг нь хугарлын илтгэгч n1, хоёр дахь нь n2 хугарлын илтгэгч бодисоор дүүрсэн бол 2 кюветийг дүүргэсэн (эсвэл үгүй) тохиолдолтой харьцуулахад интерференцийн хэв маягийг m хүрээний тоогоор өөрчилнө. Δn-тэй хамааралтай n1 ба n2-ийг тодорхойлох боломжтой.

Δn=(m*λ)/л. Хугарлын илтгэгчийг хэмжих харьцангуй алдаа 10 -8 хүрдэг.

Фабри-Перо:

Энэ нь 0.85-аас 0.98 хүртэлх тусгалын коэффициент бүхий хоёр параллель хавтангаас бүрдэх бөгөөд олон ойлтын үр дүнд гэрлийн S-ийн параллель цацрагийг линзний гадаргуу дээр байрлуулна толин тусгалуудаас олж авдаг их тоозэргэлдээх дам нуруу хоорондын тогтмол замын зөрүүтэй зэрэгцээ когерент цацраг.

h- Толин тусгал хоорондын зай, θ- толины цацрагийн тусгалын өнцөг

Эдгээр цацрагийн эрч хүч өөр байх болно. O2 линзний фокусын хавтгайд олон цацрагийн хөндлөнгийн оролцооны үр дүнд төвлөрсөн цагираг хэлбэртэй интерференцийн загвар үүсдэг.

Δ=mλ, m – бүхэл тоо

Fabry-Perot интерферометрийг өндөр нарийвчлалтай төхөөрөмж болгон ашигладаг. Нарийвчлал нь тольны тусгалын коэффициент, толин тусгалуудын хоорондох зайгаас хамаардаг бөгөөд тэдгээрийн өсөлт нэмэгдэх тусам нэмэгддэг.

Шийдвэрлэх долгионы уртын хамгийн бага интервал нь 5 * 10 -5 нм байна Fabry-Perot интерферометрийн тусгай чадварууд нь долгионы уртын муж дахь IR, үзэгдэх ба сантиметр хэсгүүдийн спектрийг судлахад ашиглагддаг ялгаруулах орчин нь толин тусгалуудын хооронд байрладаг лазерын .

Хэрэв бид EM хавтгай долгион нь толин тусгалуудын хооронд байрладаг бөгөөд тэдгээрийн хувьд хэвийн гэж үзвэл толиноос тусгасны үр дүнд байнгын долгион үүсч, резонанс үүсдэг.

h нь хагас долгионы бүхэл тоо, m нь уртааш чичиргээний индекс буюу уртааш горим юм.

Оптик резонаторын байгалийн давтамжууд үүсдэг арифметик прогресс, энэ нь – c/2*h (алхам)-тай тэнцүү

Лазер цацрагийн хоёр зэргэлдээ уртааш горимын хоорондох давтамжийн зөрүү нь хөндийн толь хоорондын зайнаас хамаарна.

Толин тусгалуудын аль нэгийг Δf-ээр хөдөлгөх нь зөрүүний давтамжийг өөрчлөхөд хүргэдэг.

Δf=с* Δh/2h 2.

Үүнийг фотодетектор ашиглан хэмжиж болно.

Интерферометр гэж нэрлэгддэг олон төрлийн хөндлөнгийн төхөөрөмж байдаг. Зураг дээр. Зураг 123.1-д Михельсоны интерферометрийн диаграммыг үзүүлэв. 5-р эх үүсвэрээс гэрлийн цацраг нь нимгэн мөнгөн давхаргаар бүрсэн тунгалаг хавтан дээр унадаг (энэ давхаргыг зурагт цэгээр харуулсан). Ирж буй гэрлийн урсгалын тал хувь нь ялтсанд 1-р цацрагийн чиглэлд тусдаг, тал нь хавтангаар дамжин өнгөрч, 2-р цацрагийн чиглэлд тархдаг. тэнцүү эрчимтэй. Тэдний нэг нь хавтангаар дамжин өнгөрч, 1-р цацраг үүсгэдэг, хоёр дахь нь S чиглэлд тусгагдсан; Энэ багц биднийг сонирхохоо болино. Толин тусгалаас туссан 2-р цацраг нь мөн хавтан руу буцаж ирдэг бөгөөд энэ нь хоёр хэсэгт хуваагддаг: тунгалаг давхаргаас туссан 2-р цацраг ба давхаргаар дамжин өнгөрдөг цацраг нь бидний сонирхлыг татахаа больсон. Гэрлийн туяа 1 ба 2 нь ижил эрчимтэй байна.

Хэрэв цаг хугацааны болон орон зайн уялдаа холбоотой нөхцөл хангагдсан бол 1 ба 2-р цацрагууд саад болно. Хөндлөнгийн үр дүн нь хавтангаас толин тусгал ба ар тал хүртэлх оптик замын ялгаанаас хамаарна. 2-р цацраг нь хавтангийн зузааныг гурван удаа, 1-р цацрагийг зөвхөн нэг удаа дамжуулдаг. Үүнээс болж (тархалтын улмаас) өөр өөр долгионы уртад үүссэн оптик замын янз бүрийн ялгааг нөхөхийн тулд 1-р цацрагийн зам дээр яг адилхан боловч мөнгөн бүрсэн хавтан биш хавтанг байрлуулна. Энэ нь цацрагийн замыг тэгшитгэдэг. болон шилэн дотор 2. Интерференцийн загварыг T телескоп ашиглан ажиглав.

Толин тусгалыг тунгалаг хавтан дахь виртуал дүрсээр нь оюун ухаанаар сольж үзье. Дараа нь 1 ба 2-р цацрагууд нь хавтгайгаар хязгаарлагдах тунгалаг хавтангийн тусгалаас үүссэн гэж үзэж болно. Тохируулах эрэг ашиглан та эдгээр онгоцны хоорондох өнцгийг өөрчилж болно, ялангуяа тэдгээрийг бие биентэйгээ зэрэгцээ суулгаж болно. Микрометрийн боолтыг эргүүлснээр та толийг хазайлтыг өөрчлөхгүйгээр жигд хөдөлгөж чадна.

Тиймээс та "хавтан" -ын зузааныг өөрчилж болно, ялангуяа та онгоцыг бие биетэйгээ огтолж болно (Зураг 123.1,6).

Хөндлөнгийн хэв маягийн шинж чанар нь толин тусгалуудын байрлал, төхөөрөмж дээр туссан гэрлийн цацрагийн зөрүүгээс хамаарна. Хэрэв цацраг нь параллель бөгөөд хавтгайнууд нь тэгтэй тэнцүү биш өнцөг үүсгэдэг бол хоолойны үзэгдэх талбарт хавтгайн огтлолцлын шугамтай параллель байрлах тэгш зузаантай шулуун судал ажиглагддаг. Цагаан гэрэлд огтлолцох шугамтай давхцаж байгаа тэг эрэмбийн туузаас бусад бүх зураасыг өнгөтэй болгоно. Цацраг нь гадна талаасаа хавтангаас, 2-р цацраг нь дотроос тусгагдсан тул тэг зурвас нь хар өнгөтэй болж хувирдаг бөгөөд үүний үр дүнд тэдгээрийн хооронд зөвхөн цагаан гэрэлтэй тэнцүү фазын ялгаа үүсдэг "хавтан" -ын зузаан бага байх үед (122.5-ыг үзнэ үү). Кадмигийн улаан шугамтай тохирох монохромат гэрэлд Мишельсон 500,000 долгионы урттай (энэ тохиолдолд тэдгээрийн хоорондох зай нь ойролцоогоор 150 мм) замын зөрүүтэй тодорхой интерференцийн загварыг ажиглав.

Бага зэрэг ялгаатай гэрлийн туяа, онгоц ба Мб-ийн хатуу зэрэгцээ зохион байгуулалттай. төвлөрсөн цагираг хэлбэртэй ижил налуу туузыг олж авна. Микрометрийн боолтыг эргүүлэх үед цагиргууд нь диаметрийг ихэсгэж, багасгадаг. Энэ тохиолдолд зургийн голд шинэ цагиргууд гарч ирэх эсвэл багассан цагиргууд нэг цэг хүртэл агшиж, дараа нь алга болно. Загварыг нэг туузаар шилжүүлэх нь толин тусгалыг долгионы урттай шалны хавтан руу шилжүүлэхтэй тохирч байна.

Дээр дурдсан төхөөрөмжийг ашиглан Мишельсон физикийн түүхэнд бичигдсэн хэд хэдэн туршилтыг хийжээ. Тэдгээрийн хамгийн алдартай нь 1887 онд Морлитай хамтран гүйцэтгэсэн нь таамаглалын эфиртэй харьцуулахад дэлхийн хөдөлгөөнийг илрүүлэх зорилготой байв (бид энэ туршилтын талаар § 150-д ярих болно). 1890-1895 онд Мишельсон өөрийн зохион бүтээсэн интерферометрийг ашиглан кадмигийн улаан шугамын долгионы уртыг ердийн метрийн урттай анхны харьцуулалтыг хийжээ.

1920 онд Мишельсон одны интерферометрийг бүтээж, зарим оддын өнцгийн хэмжээг хэмжсэн. Энэ төхөөрөмжийг телескоп дээр суурилуулсан. Дурангийн линзний өмнө хоёр ангархай бүхий дэлгэц суурилуулсан (Зураг 123.2).

Тэргэнцэр дээр суурилуулсан хатуу хүрээн дээр суурилуулсан тэгш хэмтэй толь системээс одны гэрэл туссан. Дотоод толь нь хөдөлгөөнгүй байсан ч гаднах толь нь тэгш хэмтэй хөдөлж, толиноос холдох эсвэл ойртож болно. Цацрагийн зам зурагнаас тодорхой харагдаж байна. Телескопын линзний фокусын хавтгайд хөндлөнгийн ирмэгүүд гарч ирсэн бөгөөд тэдгээрийн харагдах байдал нь гадаад тольны хоорондох зайнаас хамаардаг байв. Мишельсон эдгээр толин тусгалыг хөдөлгөснөөр тэдгээрийн хоорондох зайг тодорхойлж, тэр үед зураасны харагдах байдал тэг болно. Энэ зай нь одноос ирж буй гэрлийн долгионы когерентийн радиусын дарааллаар байх ёстой. (120.14)-ийн дагуу когерентийн радиус нь нөхцөлөөс одны өнцгийн диаметрийг олж авна

Зорилтот: интерферометрийн оптик дизайн, ажиллагаатай танилцах; гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлох, жижиг хэв гажилтыг хэмжих.

Танилцуулга

Хоёр уялдаатай гэрлийн долгион нэмэгдэхэд зарим дурын цэг дээрх гэрлийн эрчим МЭнэ үед ирж буй хэлбэлзлийн үе шатуудын ялгаанаас хамаарна.

Үүн дээр байя ТУХАЙдолгион нь цэг дээр бие биенээ давхарласан хоёр уялдаатай долгионд хуваагдана М. Когерент долгионы энэ цэг дэх фазын ялгаа нь тухайн цэгээс долгион тархах хугацаанаас хамаарна ТУХАЙцэг хүртэл М. Эхний давалгааны хувьд энэ хугацаа тэнцүү, хоёр дахь нь
, Хаана ,- цэгээс эхний долгионы тархалтын зам ба хурд ТУХАЙцэг хүртэл М; ,- хоёр дахь давалгааны хувьд. Мэдэгдэж байгаагаар,

,
, (1)

Хаана -тай- вакуум дахь гэрлийн хурд; n 1 ба n 2 - эхний болон хоёр дахь орчны хугарлын үзүүлэлтүүд.

Дараа нь цэг дээрх хоёр долгионы фазын зөрүү Мхэлбэрээр төлөөлж болно

, (2)

Энд  нь хоёр долгионы замын хоорондох оптик ялгаа;
Тэгээд
- эхний ба хоёр дахь долгионы оптик урт.

Томъёо (2)-аас харахад замын ялгаа нь вакуум дахь долгионы уртын бүхэл тоотой тэнцүү байх нь тодорхой байна.

,к= 0, 1, 2, (3)

дараа нь фазын зөрүү 2-ын үржвэр болж хувирна мөн цэг дээр өдөөгдөх хэлбэлзэл МХоёр долгион хоёулаа ижил фазаар үүснэ. Тиймээс (3) нь интерференцийн хамгийн их байх нөхцөл юм.

Гэрлийн хөндлөнгийн оролцоонд суурилсан оптик хэмжих хэрэгслийг нэрлэдэг интерферометрүүд. Энэ ажилд Михельсоны интерферометрийг ашигласан бөгөөд схемийн диаграммыг 1-р зурагт үзүүлэв.

Үүний гол элементүүд нь: гэрлийн эх үүсвэр I, хуваах шоо K ба хоёр толь - хөдлөх Z1 ба тогтмол Z2. I эх үүсвэрээс гэрлийн цацраг том диагональ хавтгайн дагуу хоёр хагасаас наасан К шоо дээр унадаг. Сүүлийнх нь анхны цацрагийг хоёр хэсэгт хуваадаг тунгалаг давхаргын үүрэг гүйцэтгэдэг - 1 ба 2. Толин тусгал болон хослолоос тусгасны дараа 1 ба 2-р туяа нь хөндлөнгийн загвар ажиглагдаж буй Е дэлгэц дээр унадаг. Интерференцийн хэв маягийн төрлийг хөндлөнгийн долгионы долгионы гадаргуугийн тохиргоогоор тодорхойлно. Хэрэв долгионы гадаргуу нь тэгш байвал (конлиматорын цацраг нь эх үүсвэрээс ирдэг) дэлгэцэн дээр зэрэгцээ ээлжлэн гэрэл ба бараан судалтай систем гарч ирэх болно (§ 2-р хэсгийг үзнэ үү), харанхуй ба цайвар судал хоорондын зайг тодорхойлно. харьцаагаар

, (4)

Хаана - гэрлийн долгионы урт; - долгионы векторуудын хоорондох өнцөг Тэгээд хөндлөнгийн долгион.

Өнцгийн хэмжээ Тиймээс Z1 ба Z2 толин тусгал ба К кубын налууг өөрчлөх замаар ажиглалт хийхэд тохиромжтой туузны өргөнийг тохируулж болно.

Хэрэв атираат долгион нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байвал (6-р зүйлийн 2-ыг үзнэ үү) хөндлөнгийн загвар нь судал хоорондын зай их байх тусам долгионы гадаргуугийн муруйлтын радиус бага байх тусам цагираг хэлбэртэй байна.

Хуваах кубаас толин тусгал хүртэлх зайг ихэвчлэн нэрлэдэг интерферометрийн гар, тэдгээр нь ерөнхийдөө бие биетэйгээ тэнцүү биш юм. Гарны уртын хоёр дахин их зөрүү нь хөндлөнгийн долгионы зам дахь оптик ялгаа юм . Аливаа гарны уртыг тодорхой хэмжээгээр өөрчлөх нь оптик замын зөрүүг өөрчлөхөд хүргэдэг Үүний дагуу дэлгэц дээрх интерференцийн хэв маягийг нэг зурвасаар шилжүүлэх. Тиймээс интерферометр нь маш бага шилжилтийг хэмжих мэдрэмтгий төхөөрөмж болж чаддаг.

Та хоёр цацрагийн хоорондох оптик замын зөрүүг өөрчилж болно янз бүрийн аргаар. Та толины аль нэгийг хөдөлгөж болох бөгөөд оптик замын зөрүү нь толины хөдөлгөөний хэмжээнээс хоёр дахин их өөрчлөгдөнө. Та тодорхой газар дахь орчны хугарлын илтгэгчийг өөрчилснөөр аль нэг цацрагийн оптик замын уртыг өөрчилж болох бөгөөд хөндлөнгийн цацрагийн замын зөрүүний өөрчлөлт нь энэ дэх гэрлийн оптик замын уртаас хоёр дахин их байх болно. дунд. Ажил нь янз бүрийн физик хэмжигдэхүүнийг хэмжих боломжийг олгодог аргуудыг ашигласан.

Шилэн хавтан.Нэг туяаны замд зузаантай шилэн хавтанг байрлуул гхугарлын илтгэгчтэй n. Хавтанг өнцгөөр эргүүлэх үед туссан гэрлийн цацрагт перпендикуляр байрлалаас нэмэлт замын зөрүү үүсдэг.