Реферат: Лекции по физике

D q E₀ j

0 q

; .

На рисунке показано именно такое взаимоположение интерференционных картин, интенсивность излучения одной из звезд несколько больше. При изменении расстояния между зеркалами изменяется величина D q .

Таким способом можно определить весьма малые угловые расстояния j .

8.6.4. Интерферометр Фабри-Перо

Интерференция лучей отразившихся от поверхностей плоскопараллельной пластины называется двухлучевой. И для такого названия имеется основание.

Коэффициент отражения границы стекло - воздух r =I₁ /I₀ невелик, несколько процентов. Обозначив интенсивность падающего луча как I₀ , для интенсивностей других лучей мы получим такие значения:

I₁ =I₀ r ; I₂ =I₀ (1- r )² r ; I₃ =I₀ (1- r )² r ⁴ ;

I_1’ =I₀ (1- r )² ; I_2’ =I₀ (1- r )² r ² ; I_3’ =I₀ (1- r )² r ⁴ .

Получаются эти выражения таким образом. Если коэффициент отражения r , то коэффициент прохождения, как это следует из закона сохранения энергии, равен (1- r ) . При определении интенсивности каждого луча интенсивность I₀ следует умножить на коэффициент отражения и на коэффициент прохождения в степени, равной числу отражений и пересечения границы раздела соответственно. При малом коэффициенте отражения получается поэтому для отраженных и прошедших через пластинку лучей:

I₁ » I₂ ; I₃ <<I₂ ;

I_3’ <<I_2’ <<I_1’ .

Поэтому при сложении отраженных лучей мы учитываем только два луча - 1 и 2 , интенсивности которых различаются несильно. Поэтому интенсивность в минимумах близка к нулю.

В проходящем свете также будет наблюдаться интерференционная картина, но из-за быстрого уменьшения интенсивности участвующих в интерференции лучей отношение интенсивности в максимуме и в минимуме различаются незначительно.

Устройство интерферометра Фабри-Перо показано на рисунке. Роль пластинки играет воздушный промежуток между двумя прозрачными пластинами, на внутренних поверхности которых напылен тонкий слой металла. Благодаря этому достигается большое значение коэффициента отражения r - теперь он отличается от единицы лишь на несколько процентов, а коэффициент прохождения (1- r ) оказывается малым. Это существенно изменяет соотношения между интенсивностями лучей:

I₁ >> I₂ » I₃ ;

I_1’ » I_2’ » I_3’ .

При таких соотношениях при обсчете углового распределения интенсивности проходящего света необходимо учитывать много (все) проходящие через интерферометр лучи. В этом случае интерференция называется многолучевой.

Поскольку при прохождении прозрачных пластин энергия сохраняется, минимуму в отраженном свете должен соответствовать максимум в свете проходящем. Наконец, поскольку в промежутке между пластинами показатель преломления (воздуха) можно считать равным единице, мы получаем такое условие для максимума в проходящем свете:

; .

При практическом использовании интерферометра Фабри-Перо угол q мал, а расстояние между пластинами d велико (порядка нескольких сантиметров). Так что длина когерентности световой волны l ² / d l должна быть достаточно большой.