Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Інтерферометри

Тип Реферат
Предмет Физика
Просмотров
795
Размер файла
47 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Інтерферометри

Міністерство освіти і науки України

Реферат на тему:

“Інтерферометри"

Виконав:

Черкаси 2009

План

1. Інтерферометр Жамена

2. Інтерферометр Релея

3. Інтерферометр Майкельсона

4. Інтерферометр Фабрі-Перо

1. Інтерферометр Жамена

Інтерферометр Жамена, разом з інтерферометром Релея, є одним з найбільш чутливих до різниці фазових набігів хвиль інтерференційних пристроїв, що дозволяє використовувати його для точного визначення показників заломлення газів при тиску, близькому до атмосферного (при цьому тиску відповідний показник заломлення відрізняється від одиниці в четвертому-п'ятому знаку після коми).

Схематичне зображення конструкції інтерферометра Жамена представлено на мал. 1.

Мал. 1

Паралельний пучок світла падає на плоскопараллельную скляну пластину М1, на задню поверхню якій нанесено металеве дзеркало.

Два відображені пучки виявляються при достатній товщині пластини просторово розділеними і прямують порізно в дві кювети з досліджуваним газом і газом порівняння відповідно. Минулі пучки відображаються від ще однієї такої ж скляної пластини М2. Таким чином, обидва відображені пучки виявляються рівними по інтенсивності і зводяться у фокальній площині лінзи L. В результаті виникає інтерференційна картина з горизонтальних смуг, як показано на малюнку.

При цьому у відсутності по ходу розповсюдження пучків між лінзами додаткових об'єктів з показниками заломлення n1 (кювета з досліджуваним газом) і n2 (компенсатор фазового набігу з відомим керованим набігом фази оптичного випромінювання в ньому) нульовий максимум інтерференційної картини лежить на осі системи. Нульовий максимум - це максимум, відповідний нульовій різниці ходу D хвиль, створюючих інтерференційну картину. При використовуванні широкосмугового випромінювання (наприклад природного світла) він легко відрізнимо від максимумів вищих порядків

m: =ml0 де l0

- центральна довжина хвилі спектру випромінювання.

Дійсно, легко зрозуміти, що він єдиний має початкове біле забарвлення, тоді як максимуми вищих порядків “розтягнуті в спектр” через те що умови максимуму досягаються при різних зсувах від центру картини для різних довжин хвиль спектру пучка.

Якщо тепер внести в два тих, що розповсюджуються в міжлінзовому просторі пучка (т. з. плечі інтерферометра) кювету довжини L з досліджуваним газом n1, і керовану оптичну затримку n2 (наприклад, таку ж кювету з газом залежність показника заломлення якого від тиску відома), то пучки отримають додаткову різницю ходу:

D1=L (n2 - n1).

Тим самим нульова смуга інтерференційної картини зміститься, і центр поля придбає забарвлення.

Щоб “повернути картину на місце", необхідно зрівняти показники заломлення досліджуваного газу і еталонного в двох кюветах, що досягається варіацією тиску останнього. У результаті, відновивши центральность нульової “білої смуги" (а це можна зробити з великою точністю, порядка 1/40 смуги, DmЈ1/40), ми одержуємо точні відомості про показник заломлення досліджуваного газу. Реальні інструменти, виконані по схемі інтерферометра Релея дозволяють виміряти відмінності показника заломлення від одиниці:

(n-1) =l0Dm/L"10-8.

Тимчасові характеристики Час ініціації (log to від - 8 до - 5);

Час існування (log tc від - 5 до 15);

Час деградації (log td від - 8 до - 5);

Час оптимального прояву (log tk від - 5 до - 4).

Діаграма:

Технічна реалізація здійснюється в повній відповідності з мал.1 змістовної частини. Лазерний пучок гелий-неонового лазера (для наочності краще його розширити телескопом до діаметра міліметрів 10-15) ділиться першою пластиною на два, відображається від її обох граней, і зводиться другим дзеркалом і лінзою на екрані. Потім в одне з плечей інтерферометра вводиться кювета (близько 1 метра довжини із стислим повітрям). При варіюванні тиску повітря смуги на екрані зміщуються.

2. Інтерферометр Релея

Показник заломлення повітря, як і інших газів, за умов, близьких до “нормальних", мало відрізняється від одиниці. Повинне бути зрозумілим, що для вимірювання такої величини показника заломлення необхідний достатньо точний метод. Такого роду вимірювання можуть бути проведений за допомогою інтерферометра Релея.

x

1


S 0

2 l

экран

По суті схема отримання інтерференційної картини в цьому випадку насильно відрізняється від класичного досвіду Юнга. Джерелом світла служить освітлювана достатньо видаленим джерелом щілина S, від якої розповсюджується циліндрова хвиля. За допомогою лінзи хвиля перетвориться в плоску хвилю: проміння 1 і 2 стає паралельним. Вони проходять через кювети, довжини яких l можуть бути достатньо великі. Якщо показники заломлення газів в кюветах однакові, інтерференційна смуга (максимум) з нульовою різницею ходу поміщається в центрі екрану при x=0. Помітимо - вище її (на малюнку) розташуються лінії (максимуми), для яких оптична довжина шляху нижнього променя більше.

Якщо верхня кювета заповнюється газом з дещо великим показником заломлення, оптична довжина шляху променя 1 протягом кювети стане більше і лінія з нульовою різницею ходу (“центральна”) зміститься вгору.


x

1

S d 0

2 f

экран

Зображена на попередньому малюнку схема інтерферометра Релея запозичена із задачника Іродова. При такій схемі ширина інтерференційно смуги визначається виразом:

Реальний інтерферометр Релея влаштований трохи інакше: за діафрагмою встановлюється лінза, у фокальній площині якої і спостерігається інтерференційні смуги (за допомогою окуляра з достатнім збільшенням).

Але тоді кутова відстань між джерелами стає нульовою, інтерферувати повинне паралельне проміння. Причина утворення интерферационной картини стає не дуже зрозумілою, незрозуміло, ніж визначається ширина смуги.

Але все це не так загадково, як може показатися. Два точкові джерела є окремим випадком періодичного розташування джерел, розглянутим нами раніше. Помітивши, що ми обмежимося лише малими значеннями кутів q повторюваний для пари джерел проведені раніше міркування.

При q=0, природно, спостерігатиметься максимум. Наступний максимум буде при значенні q, яке визначається умовою

Dx

d qq

DL

q f

экран

і ширина смуги на екрані

Ці уточнення і розрахунки допоможуть нам зрозуміти принцип роботи іншого інтерферометра, про який мова піде нижчим. Але звернете увагу на те, що ширина максимуму на екрані визначається їх кутовою шириною яку треба помножити на фокусну відстань лінзи.

3. Інтерферометр Майкельсона

Якщо кутова відстань між двома зірками дуже мало, в телескоп вони видні як одна зірка. У такому разі говорять про подвійні зірки і треба провести спеціальне спостереження, щоб відрізнити їх від зірок одиночних. Для цього використовується зоряний інтерферометр Майкельсона, який дозволяє до того ж визначити кутову відстань міжзірками. Пристрій зоряного інтерферометра Майкельсона показаний не малюнку. Проміння світла, що прийшло від видаленої зірки, відображається від дзеркал, що рознесли на достатньо велику відстань D, потім від двох інших дзеркал і збираються лінзою на екрані, поміщеному у фокальній площині. Що рознесли на відстань D дзеркала можна розглядати як точкові джерела, відстань між якими і рівно D.


D


qq

линза

Dx 0 X

Скористаємося отриманим раніше виразом для кутового розподілу максимумів випромінювання світла:

Інакше кажучи

На екрані спостерігатимуться максимуми на відстанях один від одного. Якщо спостерігаються дві близькі зірки, проміння світла від яких приходить під малим кутом j, то на екрані спостерігатимуться дві інтерференційні картини, зсунуті по відношенню один до одного на відстань. Вимірювання кутової відстані j між зірками проводиться таким чином. При зміні величини D змінюється.

Нескладно здогадатися, що при видимість інтерференційної картини погіршиться або вона взагалі не спостерігатиметься. Це дозволяє визначити кутову відстань між зірками:


Dq E0j

0 q

На малюнку показано саме таке взаимоположение інтерференційних картин, інтенсивність випромінювання одній із зірок дещо більше. При зміні відстані між дзеркалами змінюється величина Dq. У такий спосіб можна визначити вельми малі кутові відстані j.

4. Інтерферометр Фабрі-Перо

1 2 3


n=1

n>1

1’2’3’

Інтерференція проміння відобразилися від поверхонь плоскопараллельной пластини називається двохпроменевою. І для такої назви є підставу. Коефіцієнт віддзеркалення межі стекло - повітря r=I1/I0 невелике, декілька відсотків. Позначивши інтенсивність падаючого променя як I0, для интенсивностей іншого проміння ми отримаємо такі значення:

I1 =I0 r; I2 =I0 (1-r) 2r; I3 =I0 (1-r) 2r4;

I1’=I0 (1-r) 2; I2’=I0 (1-r) 2r2; I3’=I0 (1-r) 2r4.


Виходять ці вирази таким чином. Якщо коефіцієнт віддзеркалення r, то коефіцієнт проходження, як це витікає із закону збереження енергії, рівний (1-r). При визначенні інтенсивності кожного променя інтенсивність I0 слідує помножити на коефіцієнт віддзеркалення і на коефіцієнт проходження в ступені, рівному числу віддзеркалень і перетину межі розділу відповідно. При малому коефіцієнті віддзеркалення виходить тому для відображеного і пройшли через пластинку проміння:

I1 »I2; I3 <<I2;

I3’<<I2’<<I1’.

Тому при складанні відображеного проміння ми враховуємо тільки два промені - 1 і 2, інтенсивності яких розрізняються несильно.

Тому інтенсивність в мінімумах близька до нуля.

В проходячому світлі також спостерігатиметься інтерференційна картина, але через швидке зменшення інтенсивності що беруть участь в інтерференції проміння відношення інтенсивності в максимумі і в мінімумі розрізняються трохи.

d


qq

1

2

3

4

Пристрій інтерферометра Фабри-Перо показаний на малюнку. Роль пластинки грає повітряний проміжок між двома прозорими пластинами, на внутрішніх поверхні яких напилений тонкий шар металу.

Завдяки цьому досягається велике значення коефіцієнта віддзеркалення r - тепер він відрізняється від одиниці лише на декілька відсотків, а коефіцієнт проходження (1-r) виявляється малим. Це істотно змінює співвідношення між интенсивностями проміння:

I1 >> I2 » I3;

I1’ » I2’ » I3’.

При таких співвідношеннях при обсчеті кутового розподілу інтенсивності проходячого світла необхідно враховувати багато проходячі через інтерферометр проміння. В цьому випадку інтерференція називається багатопроменевою.

Оскільки при проходженні прозорих пластин енергія зберігається, мінімуму у відображеному світлі повинен відповідати максимум в світлі проходячому.

Нарешті, оскільки в проміжку між пластинами показник заломлення (повітря) можна вважати рівним одиниці, ми одержуємо таку умову для максимуму в проходячому світлі:

При практичному використовуванні інтерферометра Фабри-Перо кут q малий, а відстань між пластинами d велика (порядка декількох сантиметрів). Отже довжина когерентності світлової хвилі l2/dl повинна бути достатньо великої.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
145460
рейтинг
icon
3086
работ сдано
icon
1335
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
142040
рейтинг
icon
5871
работ сдано
icon
2651
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
94768
рейтинг
icon
2025
работ сдано
icon
1268
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
53 538 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
МАДИ
Нормальная цена, быстрая и качественная работа, человеческие факторы) Всё супер, спасибо!
star star star star star
Университет Синергия
Огромное благодарность Вам! Приятно было с Вами работать.. Надеюсь и на дальнейшее сотрудн...
star star star star star
ТГУ
Спасибо большое за работу, выполненную досрочно и с высоким качеством! Всем рекомендую это...
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

создайте модель данных в веб-приложении Django и примените изменения в...

Решение задач, Средства програмной разработки

Срок сдачи к 17 июня

только что

реферат в соответствии с требованиями

Реферат, история государства и права России

Срок сдачи к 28 июня

1 минуту назад
1 минуту назад

чертеж компас а3

Чертеж, Инженерная графика

Срок сдачи к 18 июня

1 минуту назад

написать научную статью

Статья, Уголовная политика

Срок сдачи к 17 июля

1 минуту назад
3 минуты назад

Требований нет.

Курсовая, Технологические процессы технического обслуживания ремонта автомобилей

Срок сдачи к 30 июня

3 минуты назад

Сделать презентацию на по английскому

Презентация, Английский язык

Срок сдачи к 19 июня

4 минуты назад

Решить 6 задач по 4 варианта

Лабораторная, строительные машины

Срок сдачи к 20 июня

4 минуты назад

Произвести расчет и построить блок схему в Java.

Контрольная, Информатика в приложении к отрасли

Срок сдачи к 19 июня

5 минут назад

Сделать чертежи в Компас 3D.

Чертеж, Основы компьютерного инжиниринга.

Срок сдачи к 19 июня

5 минут назад

Ответить на несколько вопросов

Ответы на билеты, История

Срок сдачи к 19 июня

5 минут назад

Помощь на экзамене

Онлайн-помощь, Математика

Срок сдачи к 17 июня

6 минут назад
7 минут назад

Написать доклад по плану для защиты ВКР

Доклад, Юриспруденция

Срок сдачи к 18 июня

7 минут назад
7 минут назад

Необходимо написать приговор судебного заседания

Другое, Юриспруденция

Срок сдачи к 27 июня

8 минут назад

расчетно-графическую работу вариант 8

Контрольная, Теоретическая и прикладная механика, механика

Срок сдачи к 18 июня

8 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно