Інтерферометри (стр. 2 из 2)

4. Інтерферометр Фабрі-Перо

1 2 3

n=1

n>1

1’2’3’

Інтерференція проміння відобразилися від поверхонь плоскопараллельной пластини називається двохпроменевою. І для такої назви є підставу. Коефіцієнт віддзеркалення межі стекло - повітря r=I1/I0 невелике, декілька відсотків. Позначивши інтенсивність падаючого променя як I0, для интенсивностей іншого проміння ми отримаємо такі значення:

I₁ =I₀ r; I₂ =I₀ (1-r) ²r; I₃ =I₀ (1-r) ²r⁴;

I_1’=I₀ (1-r) ²; I_2’=I₀ (1-r) ²r²; I_3’=I₀ (1-r) ²r⁴.

Виходять ці вирази таким чином. Якщо коефіцієнт віддзеркалення r, то коефіцієнт проходження, як це витікає із закону збереження енергії, рівний (1-r). При визначенні інтенсивності кожного променя інтенсивність I0 слідує помножити на коефіцієнт віддзеркалення і на коефіцієнт проходження в ступені, рівному числу віддзеркалень і перетину межі розділу відповідно. При малому коефіцієнті віддзеркалення виходить тому для відображеного і пройшли через пластинку проміння:

I₁ »I₂; I₃ <<I₂;

I_3’<<I_2’<<I_1’.

Тому при складанні відображеного проміння ми враховуємо тільки два промені - 1 і 2, інтенсивності яких розрізняються несильно.

Тому інтенсивність в мінімумах близька до нуля.

В проходячому світлі також спостерігатиметься інтерференційна картина, але через швидке зменшення інтенсивності що беруть участь в інтерференції проміння відношення інтенсивності в максимумі і в мінімумі розрізняються трохи.

d

qq

1

2

3

4

Пристрій інтерферометра Фабри-Перо показаний на малюнку. Роль пластинки грає повітряний проміжок між двома прозорими пластинами, на внутрішніх поверхні яких напилений тонкий шар металу.

Завдяки цьому досягається велике значення коефіцієнта віддзеркалення r - тепер він відрізняється від одиниці лише на декілька відсотків, а коефіцієнт проходження (1-r) виявляється малим. Це істотно змінює співвідношення між интенсивностями проміння:

I₁ >> I₂ » I₃;

I_1’ » I_2’ » I_3’.

При таких співвідношеннях при обсчеті кутового розподілу інтенсивності проходячого світла необхідно враховувати багато проходячі через інтерферометр проміння. В цьому випадку інтерференція називається багатопроменевою.

Оскільки при проходженні прозорих пластин енергія зберігається, мінімуму у відображеному світлі повинен відповідати максимум в світлі проходячому.

Нарешті, оскільки в проміжку між пластинами показник заломлення (повітря) можна вважати рівним одиниці, ми одержуємо таку умову для максимуму в проходячому світлі:

При практичному використовуванні інтерферометра Фабри-Перо кут q малий, а відстань між пластинами d велика (порядка декількох сантиметрів). Отже довжина когерентності світлової хвилі l2/dl повинна бути достатньо великої.