Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Фиг. 46. Применение конденсора для освещения входной диафрагмы интерферометра.
чем расстояние между плоскостями, в которых наблюдаются дифракционные диски с светлым и темным центром. В предельном случае, показанном на фиг. 45, контраст интерференционных полос становится равным нулю.
20. Выясним теперь вопрос о значении устройств, применяемых для освещения интерферометров и состоящих из конденсоров, ламп и диафрагм. Пример такого устройства показан на фиг. 46. Здесь L— входной зрачок, P1 и P2 — соответствующие точки входных люков интерферометра, О — конденсор и S — лампа. Реальная диафрагма в данной схеме может быть установлена не в плоскости L, а в плоскости L'. Расчет размеров этой диафрагмы можно произвести двояким образом. Можно вначале по данному расположению точек Pi и P2 и по углу ? рассчитать размеры зрачка L и затем перенести найденный размер в плоскость диафрагмы U путем просчета сквозь линзу О по правилам геометрической оптики. Можно поступить и наоборот: вначале построить изображения Pr1 и Pr2 точек P1 и P2, а затем по этим изображениям и по углу ?' рассчитать размер реальной диафрагмы. Результат расчета в обоих случаях получается одинаковый, выбор же того или иного способа зависит от большей или меньшей простоты в зависимости от случая. К выводу о равносильности обоих методов мы приходим путем рассуждений, подобных приведенным на стр. 56—57.
21. Выяснив значение размеров входного зрачка для отдельных точек поля, перейдем к рассмотрению поля в целом. В пространстве
S
п
68 изображений поле В представляет собой плоскость, на которую установлены (сфокусированы) наблюдательные или регистрирующие приборы. В пространстве предметов (см. фиг. 47) с этой плоскостью сопряжены две поверхности B1 и B2 (входные люки), которые являются её изображениями. Расположение поверхностей B1 и B2 относительно входного зрачка L весьма разнообразно. Ниже будут разобраны наиболее типичные случаи. На основании этих примеров можно без труда разобрать и иные случаи, которые могут встретиться в практике.
Простейший пример представлен на фиг. 47. Здесь B1 я B2 — два входных люка (поля), линейные размеры которых одинаковы. Соответственные точки обоих полей отмечены одинаковыми значками.
В данном случае интерференционное поле неоднородно в отношении допустимых размеров входного зрачка. Для центральной точки поля можно взять круглый зрачок, так как центральные точки лю,ков лежат на одном луче LZ и для них выполнено условие локализации ? = 0. Для точек, расположенных вдоль диаметра Y1 входной зрачок может иметь форму щели, ориентированной перпендикулярно к этому диаметру. Допустимая ширина щели уменьшается по мере удаления от центра поля, так как угол 0 при этом увеличивается. Для иных диаметров щель должна быть ориентирована иначе — например, для точек, лежащих на диаметре X, щель должна быть ориентирована параллельно диаметру Y. Поэтому, чтобы получить контрастные полосы одновременно во всем поле, надо- взять круглую входную диафрагму, диаметр которой а примерно в четыре раза меньше размера, определяемого формулой (64),
т. е. d= При этом изменение разности хода по зрачку бу-
дет равно [см. формулу (59)] д = дф=-р
На фиг. 48 показаны те изменения, которые происходят в интерференционной картине при изменении формы входной диафрагмы L.
Y
Фиг. 47. Расположение входных люков в пространстве предметов.
69 После перехода от малой круглой диафрагмы (случай 1) к щеле-видной диафрагме (случай 2) полосы станут заметны лишь вдоль определенного диаметра поля. При большой круглой диафрагме (случай 3) полосы видимы только в центре поля. Если сделать обратный переход, постепенно уменьшая диаметр большой круглой
3 ц.
Фиг. 48. Интерференционная картина при различных входных зрачках в случае неоднородного поля.
диафрагмы, то полосы будут постепенно вырисовываться на все большем центральном участке поля (случай 4).
22. Неоднородность поля, характеризуемая изменением угла Р, зависит от положения входного зрачка L относительно полей B1 и B2. В случае, представленном на фиг. 47, поле становится более
в
однородным при удалении зр-ачка вдоль оси Z. Если отнести входной зрачок L в бесконечность, то каждая пара соответственных точек будет лежать на одном и том же луче. Условия освещения для всех точек поля будут одинаковыми и именно такими, которые требуются для получения локализованных полос. Необходимое для этой цели осветительное устройство показано на фиг. 49. Оно состоит из диафрагмы L, помещенной в фокусе объектива О. Каждая точка по-
70 верхносги В, расположенной перед таким «коллиматором», освещается конусом лучей, вершина которого находится на поверхности В, а основанием всех конусов, после преломления через линзу О, является отверстие диафрагмы L. Осевые лучи всех конусов, падающих на поверхность В, параллельны Друг другу. Совокупность лучей, выходящих из такого коллиматора, называется в геометрической оптике телецентрическим пучком. Освещение земной поверхности от солнца (бесконечно далекий диск) является примером телецентрического пучка лучей. В нижней части фиг. 49 показано расположение коллиматора и двух входных люков Bt и B2.
