ІНТЕРФЕРЕНЦІЙНИЙ МЕТОП ФОРМУВАННЯ ОПОРНОГО НАПРЯМУ
Відомо [86], що інтерференція світла — результат накладення світлових хвиль, при якому відбувається підсилення або послаблення світла. Виникаючий в результаті цього розподіл інтенсивності світла на екрані називається інтерференційною картиною. Для монохроматичного випромінювача світла інтерференційна картина має вигляд чергування світлих і темних смуг, інтерференцію світлових хвиль (як і інших хвиль) створюють хвилі когерентні, тобто такі, що мають однакову частоту коливань (період) і постійну різницю фаз, а також джерела хвиль, які коливаються синхронно. Є тільки два методи добитись когерентності світлових хвиль: розподілом і наступним зведенням променів, які виходять від одного джерела світла і за допомогою лазера. Так як формування напряму за допомогою лазера уже приведено, то нижче розглядається перший метод.
Початок референтного напряму формує вертикальна щілина шириною d на марці 2 (рис 6.16).
4
/
Рис. 6.16. формування опорного напряму інтерференційним методом |
Щілина опромінюється паралельним пучком променів від коліматора 1. На деякій відстані від марки розташовується спектральна марка 3 з двома щілинами d1 і d2 (d1 — d2), відстань між якими дорівнює S. Вісь симетрії спектральної марки визначається лінією, яка лежить посередині між щілинами d1 і d2, тобто на відстані S / 2 від центра кожної із щілин. Нехай ця вісь симетрії збігається з оптичною віссю джерела світла і центром щілини d на марці 2, а на відстані £1 від спектральної марки розташований екран
4. Так як обидва промені, що пройшли через щілини d1 і d2 випромінюються одним джерелом світла, то вони будуть когерентними і на екрані можна спостерігати інтерференційну картину, яка буде мати яскраво виражену вісь симетрії. Слід зауважити, що інтерференційна картина з смугами однакової ширини буде формуватись при освітленні спектральної марки тільки паралельним пучком променів. Оптична система коліматора 1 практично не зможе створити строго паралельний пучок променів для освітлення щілин d1 і d2, навіть якщо має довгофокусний об’єктив. Але враховуючи, що відстань S значно менша по відношенню до £, то незначна непаралельність пучка променів не приведе до яких — небудь помітних змін інтерференційної картини. Система спостереження і реєстрації інтерференційної картини складається із окуляра 5 з невеликим збільшенням і приймача світла.
Така схема створює невелику зону нечутливості А (зону тіні), яка виникає за рахунок кінцевих кутів відхилення ф променів при їх дифракції на отворах d1 і d2. За винятком зони нечутливості метод дозволяє створити на екрані інтерференційну картину на значній відстані від спектральної марки. При освітленні щілини d білим світлом, наприклад, лампою розжарювання, центральна смуга інтерференційної картини буде ахроматичною (білою), з іншими смугами від коричневої до пурпурно-червоної в середині і від голубувато-пурпурної до голубуватої. При необхідності переміщують спектральну марку в напрямі перпендикулярному референтному до сполучення осі ахроматичної смуги інтерференційної картини з віссю бісектора на екрані. В цьому положенні центр щілини d, центр лінії між щілинами d1 і d2 (S / 2) і центр осі бісектора будуть розташовані в одній вертикальній площині — площині референтного напряму.
Ширина щілин d1 і d2 визначається із умови чіткої видимості інтерференційних смуг за формулою
де Я — довжина світлової хвилі.
Експериментально встановлено, що ширина щілини однощільової марки d < OSd^d^ і з урахуванням (6.25) може бути обчислена за формулою
d<X’/4S. (6.26)
Приборна реалізація розглянутого метода, навіть при використанні в якості джерела випромінювання лампи розжарювання, дозволяє сформувати референтну лінію довжиною 80-100 м з середньою квадратичною похибкою 20 — ЗО мкм.