Теоретические аспекты.

Интерферометр Жамена (рис.1) состоит из двух одинаковых стеклянных плоских пластин 1 и 2, посеребренных с одной стороны. Параллельный пучок света от источника 3 падает на пластину 1. Часть света отражается от ее передней грани, а другая часть, преломившись, отражается от задней посеребренной грани. Таким образом, из пластины 1 выходят уже два пучка света «А» и «В», взаимно когерентные, поскольку исходят из одного и того же источника света. Каждый из этих пучков, попав на пластинку 2, еще раз раздваивается, и из нее выходят уже четыре пучка а, б, в, г, причем второй «б» и третий «в» накладываются друг на друга. Если пластины 1 и 2 параллельны, то разность хода в пучках «б» и «в» будет по всему сечению равна нулю. В результате интерференции пучки усиливают друг друга и в зрительную трубу 4 мы увидим интерференционное поле равномерно освещенным.

Если одна из пластин немного наклонена относительно другой, то пучки «б» и «в» будут не параллельными, а наклоненными под углом друг к другу. Разность хода между ними уже не будет постоянной по сечению пучков, а будет линейно меняться от точки к точке. В поле зрения окуляра зрительной трубы 4 появятся интерференционные полосы, параллельные ребру двухгранного угла , который составляют фронты интерферирующих волн.

Наклоном одной из пластин можно менять и ориентацию, и ширину интерференционных полос. При введении в один из пучков («А» или «В») вещества с иным показателем преломления n₂, чем у воздуха при атмосферном давлении n₁, интерференционные полосы начнут перемещаться в поле зрения зрительной трубы за счет появления дополнительной разности хода . При  интерференционная картина перемещается на одну полосу. Смещению картины на k полос соответствует разность хода k.

Разность хода лучей будет:

,

где n₂ иn₁– показатели преломления веществ, заполняющих кюветы толщины -.

Поэтому при смещении интерференционной картины на k полос имеем:

. (1)

По уравнению (1) можно определить показатель преломления n₂, сосчитав число полос k, на которое сместилась при этом интерференционная картина, а так же если известны ,  и n₁.

Если перемещение полос вызвано только изменением показателя преломления газа в одной из ветвей интерферометра, то дифференцируя соотношение (1) имеем:

, (2)

где k– число, показывающее, на сколько полос сместилась наблюдаемая интерференционная картина.

В частности, это изменение может быть обусловлено изменением давления газа. Как известно, рефракция пропорциональна давлению газа

(3)

дифференцируя последнее соотношение, имеем:

, (4)

где  - коэффициент пропорциональности. Его величину можно определить из формул (2) и (4)

. (5)

Зная , нетрудно вычислить по формуле (3) показатель преломления для газа любого давления.