IX. UNG DUNG CUA HIỆN TƯỢNG GIAO THOA
9.2 Kiểm tra phẩm chất các mặt quang học
Phẩm chất các mặt quang học có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng và
độ sáng của ảnh. Vì vậy trong những dụng cu tinh vi mặt quang học không có
những vết xước hoặc chỗ g6 ghé quá 1/10 bước sóng ánh sáng. Để phát hiện ra những sai sót đó người ta dùng phương pháp giao thoa để kiểm tra phẩm
chất các mặt quang học .
F
(a)
Giả sử ta muốn kiểm tra phẩm chất của mặt phẳng A, ta lau sạch bụi và đặt mặt C của mẫu chuẩn chồng lên mặt A. Giữa C và A tổn tại một lớp
không khí mỏng. Roi lên đó một chùm ánh sáng đơn sắc. Nếu mặt cin kiểm tra là mặt lý tưởng thì ta phải quan sát được những vân thẳng song song với cạnh nêm. Nếu mặt A có vết xước hay gé ghé thì vân giao thoa ứng với chỗ đó sẽ cong lên. Theo hình đạng cong đó ta có thể phân biệt được đó là vết
xước hay chỗ gổ ghê để sửa chữa và xác định được độ sai sót so với mặt phẳng lý tưởng với độ chính xác đến cỡ 1/100 um . Thay đổi vi trí của cạnh
nêm ta sẽ kiểm tra được bể mặt theo mọi phương.
Để đo chiết suất chất lỏng và chất khí, người ta dùng giao thoa kế Rayleigh. Sơ đồ của nó được vẽ trên hình (30) .
| S, 1 Ny
é |
|
Is 0,
ls 2 TM L;
Hinh 30
Anh sáng đơn sắc từ nguồn S sau khi qua thấu kính L; và hai khe S, và
S: bị tách thành hai tia song song. Hai tia này sẽ giao thoa với nhau và quan
sát được hệ vân trên mat tiêu của thấu kính L; bằng thị kính Oy. Để đánh dấu vân giữa người ta dùng thêm nguồn sáng trắng ( ngọn đèn điện ) .
Ban đầu hai ống T,, T; đặt trên đường đi của hai chùm tia đều chứa cùng một chất khí có chiết suất nọ đã biết cùng áp suất, nhiệt độ. Sau đó thay chất khí đựng trong một ống T; bằng chất khí cần nghiên cứu ở cùng áp suất
và nhiệt độ trên. Vì chiết suất của chất khí đựng trong hai ống T;, T: khác nhau nên xuất hiện một hiệu quang lộ giữa hai chùm tia. Do đó hệ vân bị
dịch chuyển. Đếm số vân bị dịch chuyển ta có thể tính được chiết suất của khí cin do.
Gọi : chiết suất của chất khí cần đo là n,
chiết suất của chất khí làm mẫu là nạ
Hiệu quang lộ giữa hai chùm tia sau khi thay đổi chất khí trong ống bằng khí cần đo sẽ thay đổi một lượng là :
5 =(n, ~ nạ)d ,đ: độ dài ống
Khi hiệu quang lộ thay đổi | lượng 2 thì hệ vân dich chuyển | khoảng
vân. Nếu chất khí cần đo làm dịch chuyển p khoảng vân thì :
—/ ly ® Mạ: == (9.3)
Đối với chất lỏng ta cũng làm tương tự .
9.4 Đo chiều dài - Giao thoa kế Michelson :
Giao thoa kế Michelson dùng để đo độ dai của các vật với đô chính
xác tới 10°+10" m, Sơ dé của nó được biểu diễn như hình vẽ.
Chiếu tia sáng đơn sắc từ nguồn S vào bản thuỷ tỉnh mỏng hai mặt
song song G dưới một góc 45°. Mặt sau của bản G được mạ một lớp bạc
mỏng có hệ số phản xạ 0.5 . Tia SO đến mặt ma bản của bản bị tách thành
hai tia : Tia phản xa lO vuông góc với mặt phẳng M; phản xa trở lại đi qua bản G cho tia khúc xạ OR>. Và tia khúc xạ OR, tới vuông góc với M; đặt nằm ngang. Sau khi phản xa tại Mj, tia này truyền tới lớp mạ bạc của bản G và bị phản xạ cho tia OR,. hai tia OR,, OR; là hai tia kết hợp, chồng lên nhau và
cho hình ảnh giao thoa, quan sát nó qua thị kính .
Tia SOLOR, đi qua bản 3 lần, còn tia SOI;OR; đi qua G 1 lần. Để làm
cho quãng đường truyền của hai tia giống nhau người ta đặt thêm một bản C giống hệt G trên đường truyền của tia Ol; ( bản C không mạ bạc ). Bản C gọi là bản bổ chính. Trong thực tế, bản G, C, gương M được gắn trên một bệ nằm
ngang. Còn M; có thể dịch chuyển song song với chính nó nhờ một vít điều
chỉnh . X X
Khi dịch chuyển M: doc theo tia sáng một đoạn 2/2 thì hiệu quang lộ của hai tia sáng thay đổi một lượng A và hệ vân dịch chuyển một khoảng vân.
ae ee =
Ũ
(9.4)
Nhờ giao thoa kế Michelson có thể so sánh được độ dài của mét mẫu với bước sóng của ánh sáng đưa đến định nghĩa về mét theo bước sóng ánh
sáng chính xác hơn /.
wiles
GVHD :ThiyGrénOan Fin = ———<i—~*s—~sSCCSCST rgb
LUẬN VĂN TOT NGHIỆP Thực nghiệm vân tròn Newton