Интерферометр- измерительный прибор

Интерферометр

План

• Определение интерферометра
• Разновидности интерферометров
• Принцип работы
• Типы интерферометров
• Интерферометр Майкельсона
• Интерферометр Фабри- Перо
• Применение
• Литература

Определение интерферометра

Интерферометр — измерительный прибор, действие которого основано на явлении интерференции. Принцип действия интерферометра заключается в следующем: пучок электромагнитного излучения (света, радиоволн и т. п.) с помощью того или иного устройства пространственно разделяется на два или большее количество когерентных пучков. Каждый из пучков проходит различные оптические пути и направляется на экран, создавая интерференционную картину, по которой можно установить разность фаз интерферирующих пучков в данной точке картины.

Измерениями при помощи интерферометра занимается дисциплина интерферометрия.

Разновидности интерферометров

1. Звуковые

2. Электромагнитные

2.1 Оптические

2.1.1 Ультрафиолетовые

2.1.2 Инфракрасные

2.2 Радиоволновые

Акустический интерферометр

ИНТЕРФЕРОМЕТР АКУСТИЧЕСКИЙ, уст­рой­ст­во для аку­сти­че­ских из­ме­ре­ний, ос­но­ван­ное на ин­тер­фе­рен­ции пло­ских аку­стич. волн. На час­то­тах зву­ко­во­го диа­па­зо­на И. а. ис­поль­зу­ет­ся в ар­хи­тек­тур­ной аку­сти­ке, транс­порт­ном ма­ши­но­строе­нии и строи­тель­ст­ве при­ме­ни­тель­но к за­да­чам зву­ко­изо­ля­ции и виб­ро­га­ше­ния.

С его по­мо­щью оп­ре­де­ля­ют им­пе­данс аку­сти­че­ский, ко­эф­фи­ци­ен­ты от­ра­же­ния и по­гло­ще­ния зву­ка об­раз­цов аку­сти­че­ских ма­те­риа­лов и кон­ст­рук­ци­он­ных эле­мен­тов.

Принцип работы интерферометров

Принцип действия всех интерферометров одинаков и отличаются

они только методами получения когерентных волн и тем, какая величина

непосредственно измеряется.

Пучок света с помощью того или иного

устройства пространственно разделяется на два или большее число коге-

рентных пучков, которые проходят различные оптические пути, а затем

сводятся вместе, и наблюдается результат их интерференции. Вид интер-

ференционной картины зависит от способа разделения пучка света на ко-

герентные пучки, от числа интерферирующих пучков, оптической разно-

сти хода, относительной интенсивности, размеров источника и спектраль-

ного состава света.

Типы интерферометров

Существую два основных типа интерферометров:

• Двухлучевые
• Многолучевые

Примером двухлучевого интерферометра может служить - интерферометр Майкельсона

А примером многолучевого интерферометра служит – интерферометр Фабри- Перо

Интерферометры Майкельсона

Интерферометры Майкельсона широко используются в физических

измерениях и технических приборах.

С его помощью впервые была измерена абсолютная величина длины волны света, доказана независимость скорости света от движения источника и др. Его используют как спек-

тральный прибор для анализа спектров излучения. В сочетании с микро-

скопом интерферометр служит для абсолютных и относительных измере-

ний эталонов меры длины (точность измерений до 0,005 мкм). По виду

интерференционных полос он позволяет измерять величину отступления

от плоскости и форму микронеровностей поверхности.

Принцип работы

Майкельсона: з1 и з2 – зеркала,

полупрозрачное зеркало P1 посереб-

рено и делит луч на две части луч 1 и

2 Луч 1 отражаясь от з1 и проходя P1

дает 1' , а луч 2 отражаясь от з2 и да-

лее от P1 дает 2' . Пластинки P1 и P2

одинаковы по размерам. P2 ставится

для компенсации разности хода вто-

рого луча. Лучи 1' и 2' когерентны и

интерферируют. Зеркало з2 может

поворачиваться.

Конфигурации интерферометра Майкельсона

Интерференционная картина, полученная при помощи интерферометра со строго перпендикулярными зеркалами.

Интерференционная картина, полученная при помощи интерферометра c зеркалами под углом около 90°

Интерферометр Фабри- Перо

Так же, как и в эталоне Фабри-Перо, работа интерферометра основывается на многолучевой интерференции, позволяющей получать резкие интерференционные картины. Высокая резкость интерференции позволяет использовать интерферометр Фабри-Перо как спектральный прибор высокой разрешающей способности. В стандартной конструкции интерферометра устанавливаются строго параллельно друг другу две хорошо отполированные стеклянные или кварцевые пластинки, на внутренние поверхности которых нанесены отражающие слои. Интерференционная картина, создаваемая интерферометром Фабри-Перо, представляет собой систему колец.

Интерферометр Фабри-Перо предназначен для исследования тонкой структуры спектра оптического излучения. Его обычно используют для исследования контуров спектральных линий, выделенных каким-либо более грубым спектральным прибором. Указанные свойства интерферометра сделали его основным прибором для проведения метрологических измерений – определение эталонов длины и частоты.

Принцип работы

Плоская волна, падающая

на ИФП, в результате многократных отражений от зеркал и частичного выхода после каждого отражения разбивается на большое число плоских когерентных волн, отличающихся по амплитуде и по фазе.

Амплитуда когерентных волн убывает по закону геометрической прогрессии, а разность хода между каждой соседней парой волн, идущих в

данном направлении постоянна и равна

Применение интерферометров

Интерферометры применяются для:

• Для контроля оптических систем
• Применяются в оптических гироскопах
• Для контроля отклонения от плоскости
• Для измерения длин волн спектральных линий

Литература

• https://spravochnick.ru/fizika/optika/primenenie_interferometrov_v_nauke_i_tehnike /
• https:// bigenc.ru/physics/text/2015211
• https:// bigenc.ru/physics/text/2015163
• https:// www.google.ru/imghp?hl=ru&tab=wi&ogbl
• http:// genphys.phys.msu.ru/rus/lab/opt/Lab152_2013.pdf
• https:// yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Fstud.wiki%2Fphysics%2F3c0b65635a2ac78a5c43b89521216c27_0.html