Інші застосування явища інтерференції світла

Явище інтерференції світла широко використовують для створення різ­них вимірювальних та кон­­­тро­лю­ючих при­стро­їв. Вимірю­валь­ні прилади, які за­сно­ва­ні на інтер­фе­рен­ції світла, називають­ся інтер­феро­метра­ми. Во­­ни за­сто­со­вуються для ви­мірів з високою ступінню точності по­казни­ків залом­лен­ня, дов­жин хвиль, для ви­зна­­чення якості повер­хонь. На мал. 8.4 наве­дено принципову схему інтерфе­рометра Май­кель­сона. Використан­ня тонкого напів­про­зорого шару срібла, нанесеного на скляну платівку, дозволяє розділити світлову хвилю 1 на дві частини – відби­ту і ту, що пройшла крізь шар. Отримані таким чином когерентні хвилі за допомогою дзеркал спрямовують в прилад (мікроскоп, зорову трубу), в якому спостерігається інтерференція. Різниця ходу променів d визначається поло­жен­ням дзеркал та товщиною платівки. Якщо пересунути дзеркало на відстань , то d зміниться на l, що відповідає зміщенню інтерференційної картини на цілу смугу. Такий зв’язок між переміщенням дзеркала і зміною інтерференцій­ної картини дозволяє вимірювати l по відомому зміщенню дзеркала і, навпаки, – зміну d по відомій довжині хвилі. Звичайно дзеркала розташовують таким чином, щоб проме­ні 2 і 3 від розходження до зустрічі пройшли однакові оптичні шляхи. Якщо на шляху променів 2 і 3 розташувати однакові кювети к ₁ і к ₂ відповідно з досліджуваною речовиною (з показником заломлення n_х) і еталонною (з показником заломлення n ₀), то оптична різниця ходу променів 2¢ і 3¢ , де l – товщина кювет. Далі, якщо внаслі­док різниці ходу інтерференційна картина змістилася на к смуг, тобто d = кl, то

n_x = n ₀ + .

Мал. 8.4.Хід променів в інтерферометрі Май­кель­сона.

Експериментатор здатний зафіксувати зміщення інтер­фе­рен­ційної картини на 0.1 смуги, тобто к = 0.1. В цьому випадку при l = 2.5 см і l = 500 нм маємо

.

Таким чином, можна зафіксувати відміну в показниках заломлення в шостому знаку після коми. Інтерферометр, призначений для виміру показника заломлення n, зветься інтерференційним рефрактометром. Сполучення інтерферо­мет­ра та мікроскопа (інтерференційний мікроскоп) вико­ристо­вують в біології для спостереження нефарбованих об’єктів, виміру їх товщини. Промінь світла, як і в інтерфе­рометрі, розділяється на два промені (мал. 8.5). Промінь 2 проходить крізь мікрооб’єкт, а промінь 1 поза ним. Накла­да­ючись в точці В, промені інтерферують. По зміні інтерфе­ренційної картини можна визначити товщину мікро­об’єкта при відомому n, або визначити n по відомій товщині.

Мал. 8.5. Принципова схема інтерференційного мікроскопа.