|
|
Рис. 2. Билинза Блйе.
ния от источника. Такой принцип используется, напр., в эксперименте Юнга, а также в демонстрац. опытах с применением Френеля- зеркал, бйлинзы Бийе (рис. 2) и др. Билинза Бийе представляет собой выпуклую линзу, разрезанную по диаметру на две части, немного раздвинутые в направлении, перпендикулярном к
оптич. оси; они образуют действительные изображения S1 и S 2 точечного источника-Л1. Ин-терференци о н н и е полосы наблюдаются в монохрома-тич. свете в любой
плоскости области перекрытия расходящихся пучков от источников б1! и S2 (показано штриховкой). Из интерференц. устройств с делением волнового фронта большое нрактич. значение в спектроскопии имеет дифракц. реш╦тка. Все схемы И. с. с делением волнового фронта предъявляют ж╦сткие требования к малости утл. размера источника света. Напр., в опыте Юнга при освещении отверстий 1 и 2 прямым солнечным светом, т. е. источником с угл. размером всего 0,5°т для получения ч╦ткой и. к. расстояние между отверстиями не должно, превышать неск. десятков микрон. Именно па резкой критичности контраста и. к. к размеру источника в схемах с делением волнового фронта основан метод измерения угл. размеров зв╦зд с помощью зв╦здного интерферометра {см. Интерферометр зв╦здный]. В схемах И. с. с амплитудным делением волнового поля излучение первичного источника делится полупрозрачными границами раздела оптич. сред. Так, напр., возникает широко распростран╦нная в естеств. условиях И. с. в топких пл╦пках, ответственная за радужное окрашивание масляных пптен на воде, мыльных пузырей, крыльев насекомых, окпсных пл╦нок на металлах и др. Во всех этих случаях имеет место И. с., отраж╦нного двумя поверхностями пл╦нок. В тонких пл╦нках перем. толщины при освещении протяж╦нным источником спета картина интерференц. полос воспринимается локализованной на поверхности пл╦нки, прич╦м данная интерференц. полоса соответствует фиксированной толщине пл╦нки (полосы равной толщины; рис. 3). Яркое интерференц, окрашивание возникает только для весьма тонких пл╦нок толщиной порядка длины волны, т. е. в низких порядках интерференции. Для более толстых пл╦нок и. к. видна при освещении моно-хроматизировапным светом, напр, в свете натриевой лампы низкого давления. В тонких пл╦нках строго
волновых полей используются спец. полупрозрачные зеркала. Для метода деления амплитуды характерно снижение ограничений на угл. размер источника света.
Требования к монохроматичности света не зависят от способа деления волнового поля, определяясь только порядком интерференции. Как отмечалось выше, И, с. в низких порядках наблюдается даже в белом свете. В свете изолированных спектральных линий газоразрядных источников света можно наблюдать пнтерфереп-цию в очень высоких порядках Г|~105≈10У, т. е. при разностях хода в десятки см. Ото ещ╦ недавно имело большое практич. значение для создания и контроля вторичных эталонов длины, опирающихся на длину волны определ. атомной линии в качестве первичного эталона. В 80-е гг. для этой цели используется излучение одночастотных лазеров, позволяющих наблюдать интерференцию при практически неограниченной разности хода.
Почти все упомянутые примеры И. с. относились к типу двухлучевой интерференции, при к-рой в каждую точку и, к. свет от общего источника приходит по двум путям. При этом интенсивность света в и. к. гармонически зависит от разности хода лучен [~соз2(2лб/Я)]. Многолучевая И. с. возникает при наложении многих когерентных волн, получаемых делением исходного волнового поля с помощью мыого-
Рис. 4. Зависимость интенсивности в интерференционной картине интерферометра Фабри≈Перо от разности, хода 6,
C/W + 2J7C /2
Рис. 3. Полосы равной толщины, полученные с тонкой стеклянной пластинкой.
постоянной толщины (с точностью до малых долей длины волны} одинаковую разность хода приобретают при отражении от двух поверхностей пл╦нки лучи, падающие на пл╦нку под фиксированным углом. Эти лучи в фокальной плоскости линзы образуют и. к. полос равного наклона.
Метод деления амплитуды широко применяется в разл. схемах интерферометров, в к-рых для разделения
кратных отражений (как, напр., в интерферометре Фабри≈Перо) или дифракцией на многоэлементных периодич. структурах (см. Дифракционная реш╦тка, Майкелъсона эшелон]. При многолучевой И. с. яркость и. к. является периодич., но не гармонич. ф-цией б. Резкая зависимость яркости и. к. от б при многолучевой И. с. широко используется для спектрального анализа света. Для примера на рис. 4 показана зависимость пропускания монохроматич, света интерферометром Фабри≈Перо от расстояния между ого полупрозрачными зеркалами, т. е. и от 6.
Если для наблюдения И. с, от тепловых источников приходится соблюдать ряд ограничений, прич╦м возникающая и. к, обычно имеет малую яркость и размеры, то при использовании в качестве источников света лазе-ров явления И. с. настолько ярки и характерны, что нужны особые меры для получения равномерной освещ╦нности. Чрезвычайно высокая когерентность излучения лазеров приводит к появлению помех интерференц. происхождения при наблюдении объектов, освещ╦нных лазером. При лазерном осиещепии произвольной шероховатой поверхности аккомодированный на бесконечность глаз воспринимает хаотич. картину световых пятен, мерцающую при смещениях глаза (см. Спеклы), Это вызвано том, что шероховатая поверхность, рассеивая лазерное излучениэ, служит источником нерегулярной и. к., образованию к-рой в обычных условиях препятствует низкая пространственно-временная когерентность излучения тепловых источников. Близкую к этому природу имеит эффект мерцания зв╦лд, являющихся источниками света с очень большой площадью пространственной когерентности.
Нестационарная И. с. К ней относятся световые б и с п и я, наблюдающиеся при наложении световых полей разл. частот, В этом случае возникает бегущая в пространство и. к., так что в заданной точке пространства интенсивность енота периодически меняется во времени с частотой, равной разности частот интерферирующих волн. Биения возникают в обычных (нелазерных) схемах И. с. при изменении во времени разности хода
X
ш
а
S
а. ш
167
