Интерферометр Жамена
Рис.3. Схема интерферометра Жамена:
ОО – ось вращения компенсаторных пластинок;
L – лимб поворота компенсатора; О1 и О2 – объектив и окуляр зрительной трубы.
Интерферометр Жамена (интерференционный рефрактометр) — интерферометр для измерения показателей преломления газов и жидкостей, а также для определения концентрации примесей в воздухе. Интерферометр Жамена (рис.3.) состоит из двух одинаковых толстых плоскопараллельных пластинок из стекла, установленных почти параллельно друг другу. Пучок света падает на первую пластинку под углом i, близким к 45°. Каждый луч пучка после отражения на поверхностях пластинки делится на 2 когерентных луча S1 и S2 , идущих на некотором расстоянии друг от друга, зависящем от толщины пластинок d. Далее на второй пластинке каждый из них аналогичным образом разделяется на два луча. В результате от второй пластинки идут 4 параллельных когерентных луча S1’, S1”, S2’, S2”; лучи S1’ и S2” перекрываются диафрагмой D, а лучи S1’ и S2” попадают в зрительную трубу и интерферируют в фокальной плоскости объектива О1. Разность хода между ними равна
,
где nп — показатель преломления пластинок. φ — угол между
ними. При φ ≈ 5′ - 15′ ∆ мала, поэтому при использовании источника белого света наблюдаются только интерференционные полосы низкою порядка, которые имеют форму прямых линий с белой ахроматической полосой в центре, окружённой системой окрашенных полос.
Сравнительно большое расстояние между лучами S1 и S2 , позволяет установить на их пути две кюветы К1 и К2 одинаковой длины l с исследуемыми веществами, показатели преломления которых n1 и п2. Возникающая разность хода
∆ = (n2—n1)l = δnl
приводит к смещению ахроматической полосы в поле зрения зрительной трубы. Измерение ∆ в Интерферометре Жамена производят с помощью компенсатора Жамена, который создаёт дополнительную разность хода, обратную той, которая вызвана различием n1 и п2. Компенсатор состоит из двух одинаковых пластинок Р1 и Р2 (рис.3.), установленных в ходе лучей S1 и S2 и укреплённых на оси ОО под углом друг к другу. Вносимая ими разность хода зависит от углов падения лучей на пластинки и может изменяться при вращении пластинок. Величина этой разности хода может быть рассчитана или проградуирована в измеряемых величинах (напр., n1 - п2) и наносится на лимб L оси поворота пластинок. Поворачивая компенсатор, приводят смещённую ахроматическую полосу на перекрестие трубы и отсчитывают величину смещения ∆. Зная ∆ п l, определяют разность δп. Точность измерения δп в Интерферометре Жамена может достигать 6-го десятичного знака. С помощью Интерферометра Жамена проводят количественный анализ газовых смесей — определяют концентрацию некоторых газообразных примесей, например метана и СО2 , в воздухе шахт (т. к. n зависит от природы газа).
3. Звёздный интерферометр
ИНТЕРФЕРОМЕТР ЗВЁЗДНЫЙ — интерферометр для измерения угловых размеров звёзд и углового расстояний между двойными звёздами. Если угловое расстояние между двумя звездами очень мало, в телескоп они видны как одна звезда. В таком случае говорят о двойных звездах и надо провести специальное наблюдение, чтобы отличить их от звезд одиночных. Для этого используется звездный интерферометр Майкельсона, который позволяет к тому же определить угловое расстояние между звездами.