Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Рис. 1. Интерферометр Физо.

Физо интерферометр [1] представляет собой интерферометрический соглашение , по которому две отражающие поверхности расположены напротив друг друга. Как видно на фиг.1, свет, отраженный задней поверхностью от прозрачного первого отражателя, объединяется с светом, отраженным передней поверхностью от второго отражателя, с образованием интерференционных полос.

Термин Физо Интерферометра также относится к интерферометрическому расположению , используемому Физы в известном 1851 эксперименте , который , казалось бы , поддерживал частичную эфир сопротивление гипотезы о Френеле , но которые в конечном счете , играют важную роль в обеспечении кризиса в физике , которые привели к Развитие Эйнштейном специальной теории относительности . См. Эксперимент Физо .

Приложения [ править ]

Интерферометры Физо обычно используются для измерения формы оптической поверхности: как правило, изготовленную линзу или зеркало сравнивают с эталонным элементом, имеющим желаемую форму. На рис. 1 интерферометр Физо показан в том виде, в каком он может быть установлен для проверки оптической плоскости . Сверху тестируемой плоскости помещается эталонная плоскость с точной фигурой, разделенная узкими прокладками. Эталонная плоскость немного скошена (необходима лишь небольшая часть скоса), чтобы на задней поверхности плоскости не образовывались интерференционные полосы. Коллимированный пучок монохроматического света освещает две плоскости, а светоделитель позволяет рассматривать полосы на оси. [2] [3]

Эталонный образец иногда реализуется с помощью дифракционного оптического элемента (компьютерной голограммы или CGH), поскольку он может быть изготовлен литографическими методами с высокой точностью. Рис. 2 иллюстрирует использование CGH в тестировании. В отличие от рисунка, реальные CGH имеют межстрочный интервал порядка от 1 до 10  мкм.. Когда лазерный свет проходит через CGH, дифрагированный луч нулевого порядка не подвергается модификации волнового фронта. Однако волновой фронт дифрагированного луча первого порядка изменяется, чтобы соответствовать желаемой форме испытательной поверхности. В проиллюстрированной испытательной установке интерферометра Физо дифрагированный луч нулевого порядка направлен к сферической эталонной поверхности, а дифрагированный луч первого порядка направлен к испытательной поверхности таким образом, что два отраженных луча объединяются, образуя интерференционные полосы. [4]

Рис. 2. Оптические испытания с помощью интерферометра Физо и компьютерной голограммы.

Интерферометры Физо также используются в оптоволоконных датчиках для измерения давления , температуры , деформации и т. Д.

Эксперимент Физо с эфирным сопротивлением [ править ]

Основная статья: эксперимент Физо

Значение [ править ]

Рис. 3. Интерферометр Физо для измерения влияния движения воды на скорость света .

В 1851 году Физо использовал совершенно иную форму интерферометра для измерения влияния движения среды на скорость света, как показано на рис.3.

Согласно теории , преобладающей в то время, свет , проходящий через двигающуюся среду будет валяются средой, поэтому измеренная скорость света была бы простая сумма его скоростей через среду плюс скорость из среды.

Физо действительно обнаружил эффект увлечения, но величина эффекта, которую он наблюдал, была намного ниже, чем ожидалось. Его результаты, по-видимому, подтверждали гипотезу Френеля о частичном эфирном сопротивлении, что приводило в замешательство большинство физиков.

Прошло более полувека, прежде чем удовлетворительное объяснение неожиданного измерения Физо было разработано с появлением специальной теории относительности Эйнштейна .

Экспериментальная установка [ править ]

Свет, отраженный от наклонного светоделителя , делается параллельно с помощью линзы и разделяется прорезями на два луча, которые проходят через трубку, по которой течет вода, движущаяся со скоростью v . Каждый луч проходит через разные ножки трубки, отражается от зеркала слева и возвращается через противоположную ножку трубки. Таким образом, оба луча проходят один и тот же путь, но один в направлении потока воды, а другой - в противоположном направлении. Два луча повторно объединяются в детекторе, образуя интерференционную картину, которая зависит от любой разницы во времени прохождения двух путей. [5]

Интерференционная картина может быть проанализирована, чтобы определить скорость света, движущегося по каждому участку трубки.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Лоусон, Питер Р. "Принципы звездной интерферометрии с длинной базой". Примечания к курсу из Летней школы Майкельсона 1999 г., проходившей 15–19 августа 1999 г. Под редакцией Питера Р. Лоусона. Опубликовано Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства, Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт, Пасадена, Калифорния, 2000 г.
  2. ^ "Руководство по использованию интерферометра Физо в оптических испытаниях" (PDF) . НАСА . Архивировано из оригинального (PDF) 25 сентября 2018 года . Проверено 8 апреля 2012 года .
  3. ^ "Интерференционные устройства - Интерферометр Физо" . Optique pour l'Ingénieur . Проверено 8 апреля 2012 года .
  4. ^ Бердж, JH; Zhao, C .; Дубин, М. (2010). «Измерение сегментов асферических зеркал с помощью интерферометрии Физо с коррекцией CGH» (PDF) . Труды SPIE . Современные технологии в космических и наземных телескопах и приборах. 7739 : 773902. Bibcode : 2010SPIE.7739E..02B . DOI : 10.1117 / 12.857816 .
  5. ^ Роберт Уильямс Вуд (1905). Физическая оптика . Компания Macmillan . п. 514 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Некоторые типичные измерительные установки из буклета производителя интерферометров Zygo Corp.