განათლების ფედერალური სააგენტო
უმაღლესი პროფესიული განათლების სახელმწიფო საგანმანათლებლო დაწესებულება
დონ სახელმწიფო ტექნიკური უნივერსიტეტი
ფიზიკის დეპარტამენტი
ხსნარების კონცენტრაციის განსაზღვრა რეილის ინტერფერომეტრით
გაიდლაინები ლაბორატორიული მუშაობისთვის № 12
ფიზიკაში
(განყოფილება "ოპტიკა")
დონის როსტოვი 2011 წ
შემდგენელი: ტექნიკის მეცნიერებათა დოქტორი, პროფ. ს.ი. ეგოროვა,
დოქტორი, ასოც. ი.ნ. ეგოროვი,
ფიზიკა-მათემატიკის მეცნიერებათა კანდიდატი, ასოც. გ.ფ. ლემეშკო.
"ხსნარების კონცენტრაციის განსაზღვრა რეილის ინტერფერომეტრით": მეთოდი. ინსტრუქციები. - Rostov n / a: DSTU Publishing Center, 2011. - 8 გვ.
გამოქვეყნებულია ნანოტექნოლოგიისა და კომპოზიტური მასალების ფაკულტეტის მეთოდოლოგიური კომისიის გადაწყვეტილებით
სამეცნიერო რედაქტორი პროფ., დ.ტ.ს. ვ.ს. კუნაკოვი
© DSTU Publishing Center, 2011 წ
მიზანი: 1. რეილის ინტერფერომეტრის მოქმედების პრინციპის შესწავლა.
2. ჩარევის ფენომენების შესწავლა რეილის ინტერფერომეტრის გამოყენებით.
3. განსაზღვრეთ ეთილის სპირტის კონცენტრაცია წყალში.
აღჭურვილობა: რეილის ინტერფერომეტრი, კუვეტები სატესტო ხსნარებით.
მოკლე თეორია
ჩარევა - ეს არის თანმიმდევრული ტალღების სუპერპოზიცია, რომელშიც ხდება სინათლის ნაკადის სივრცითი გადანაწილება, რის შედეგადაც ზოგან ჩნდება მაქსიმუმები, ზოგან კი სინათლის ინტენსივობაში მინიმალური.
თანმიმდევრული ერთნაირი სიხშირის და მუდმივი ფაზის სხვაობის ტალღებს უწოდებენ. თანმიმდევრული ტალღების მისაღებად აუცილებელია ერთი წყაროდან გამომავალი სინათლის სხივის გაყოფა.
ჩარევის ნიმუში შეიძლება მიღებულ იქნას ITR-1 მოწყობილობის გამოყენებით, რომელიც დაფუძნებულია რეილის ინტერფერომეტრის სქემაზე, რომელშიც ჩარევის ნიმუში მიიღება ორი თანმიმდევრული სინათლის სხივიდან, რომელიც გადის ორ პარალელურ ჭრილში (ნახ. 1).
სინათლე წყაროდან 1 (ინკანდესენტური ნათურა) იკრიბება კონდენსატორის გამოყენებით ჭრილზე 2 მდებარეობს კოლიმატორის ლინზის ფოკუსურ სიბრტყეში 3 . ლინზიდან გამომავალი სხივების პარალელური სხივი გამოყოფილია ორი დიაფრაგმის ჭრილით 4 . ეს სლოტები შეიძლება ჩაითვალოს მეორადი სინათლის ტალღების ორ წყაროდ, რომლებიც თანმიმდევრულია.
თანმიმდევრული სინათლის სხივები გადის ობიექტივში 6 , უფრო მეტიც, სხივების ზედა ნაწილი გადის კუვეტებში 5 (ნახ. 1), ქვედა კი პირდაპირ ობიექტივშია მიმართული. შედეგად, ორი წყვილი თანმიმდევრული სხივი ერევა ობიექტის ფოკუსურ სიბრტყეში. ორი ჭრილიდან ჩამოყალიბებული ჩარევის ნიმუში არის მუქი და მსუბუქი ზოლების სისტემა. ბნელი (მინიმალური მდგომარეობა) ან მსუბუქი (მაქსიმალური მდგომარეობა) ზოლის პოზიცია განისაზღვრება ჩარევის სხივების ოპტიკური ბილიკის სხვაობით:
- მაქსიმალური მდგომარეობა, (1)
- მინიმალური მდგომარეობა, (2)
სადაც 
- ოპტიკური ბილიკის სხვაობა, რომელიც უდრის ოპტიკური ბილიკის სიგრძის სხვაობას, ე.ი. 
,
(3)
აქ 
- რეფრაქციული ინდექსები, 
- ბილიკები, რომლებიც გადის სინათლით, 
- სინათლის ტალღის სიგრძე 
- მაქსიმალური ან მინიმალური თანმიმდევრობა.
დაკვირვება ხორციელდება ოკულარით 7 (ნახ. 1).
ჩარევის ნიმუში ნაჩვენებია ნახ.2-ში. კუვეტებთან გამავალი სხივები ქმნიან ქვედა ინტერფერენციის ნიმუშს, ხოლო კუვეტებში გამავალი სხივები ქმნიან ზედა. კუვეტებში სხივების გზაზე დამატებითი განსხვავება იწვევს ზედა სისტემის ცვლას ქვედასთან შედარებით. თუ უჯრედები ივსება გაზებით ან სითხეებით სხვადასხვა რეფრაქციული მაჩვენებლით, მაშინ გამოჩნდება დამატებითი ბილიკის განსხვავება, რომელიც განისაზღვრება ფორმულით (3).
საკომპენსაციო მოწყობილობის დახმარებით შესაძლებელია ზოლის სისტემების გაერთიანება (ნახ. 3).
ამ ნამუშევარში, იგივე სიგრძის კუვეტები ( 
). ერთი მათგანი შეიცავს გამოხდილ წყალს, ხოლო მეორე შეიცავს წყალში ეთილის სპირტის ხსნარს. აქედან გამომდინარე, დამატებითი განსხვავება სხივების გზაზე:
,
(4)
სადაც 
- კუვეტის სიგრძე, 
არის ხსნარის და გამოხდილი წყლის რეფრაქციული მაჩვენებლები, შესაბამისად.
რეილის ინტერფერომეტრი
ანიმაცია
აღწერა
რეილის ინტერფერომეტრი არის ერთ-ერთი ყველაზე მგრძნობიარე ჩარევის მოწყობილობა ტალღების ფაზური შეჭრის სხვაობის მიმართ, რაც საშუალებას აძლევს მას გამოიყენოს ატმოსფერულთან ახლოს ზეწოლაზე აირების რეფრაქციული მაჩვენებლების ზუსტად დასადგენად (ამ წნევით, შესაბამისი რეფრაქციული ინდექსი განსხვავდება. ერთიანიდან მეოთხედან მეხუთე ათწილადში) .
რეილის ინტერფერომეტრის დიზაინის სქემატური წარმოდგენა ნაჩვენებია ნახ. ერთი.
რეილის ინტერფერომეტრის დიზაინის სქემატური წარმოდგენა
ბრინჯი. ერთი
სინათლის სხივი S-დან თითქმის წერტილის წყაროდან, რომელიც მდებარეობს ლინზის ფოკუსში, ამ ლინზა გარდაიქმნება პარალელურ სხივად. გარდა ამისა, ლინზების უკან არის დიაფრაგმა ორი ხვრელით, რომელიც სიმეტრიულია სისტემის მთავარი ღერძის მიმართ - მეორადი წყაროები S 1 და S 2, რომლებიც ქმნიან ორ პარალელურ თხელ სხივს. შემდეგ ეს სხივები მეორე ლინზებით ფოკუსირებულია მის ფოკუსურ სიბრტყეში მდებარე ეკრანზე. შედეგი არის ჰორიზონტალური ზოლების ჩარევის ნიმუში, როგორც ნაჩვენებია ფიგურაში. ამ შემთხვევაში, დამატებითი ობიექტების არარსებობის შემთხვევაში რეფრაქციული ინდექსებით n 1 (უჯრედი შესწავლილი აირით) და n 2 (ფაზური ცვლის კომპენსატორი მასში ოპტიკური გამოსხივების ცნობილი კონტროლირებადი ფაზის ცვლასთან ერთად), ნულოვანი მაქსიმუმი ჩარევის ნიმუში დევს სისტემის ღერძზე. ნულოვანი მაქსიმუმი არის მაქსიმუმი, რომელიც შეესაბამება ტალღების ნულოვანი ბილიკის განსხვავებას, რომლებიც ქმნიან ჩარევის შაბლონს. ფართოზოლოვანი გამოსხივების გამოყენებისას (მაგალითად, ბუნებრივი სინათლე), ის ადვილად გამოირჩევა უმაღლესი რიგის მაქსიმალური m-სგან:
D \u003d m l 0,
სადაც l 0 არის გამოსხივების სპექტრის ცენტრალური ტალღის სიგრძე.
მართლაც, ადვილი გასაგებია, რომ ის ერთადერთია, რომელსაც აქვს საწყისი თეთრი ფერი, ხოლო უმაღლესი რიგის მაქსიმუმები „სპექტრშია გადაჭიმული“ იმის გამო, რომ მაქსიმალური პირობები მიიღწევა ცენტრიდან სხვადასხვა გადაადგილების დროს. ნიმუში სხივის სპექტრის სხვადასხვა ტალღის სიგრძისთვის.
თუ ახლა შემოვიყვანთ ორ სხივში, რომელიც ვრცელდება ინტერლინის სივრცეში (ე.წ. ცნობილია, რომ რეფრაქციული ინდექსი დამოკიდებულია წნევაზე), მაშინ სხივები მიიღებენ დამატებით ბილიკის განსხვავებას:
D 1 \u003d L (n 2 -n 1).
ამრიგად, ინტერფერენციის ნიმუშის ნულოვანი ფრჩხილი გადაინაცვლებს და ველის ცენტრი შეიძენს ფერს.
„სურათის თავის ადგილზე დასაბრუნებლად“ საჭიროა შესწავლილი აირის გარდატეხის მაჩვენებლების გათანაბრება ორ კუვეტში, რაც მიიღწევა ამ უკანასკნელის წნევის ცვალებადობით. შედეგად, ნულოვანი „თეთრი“ ზოლის ცენტრალურობის აღდგენის შემდეგ (და ეს შეიძლება გაკეთდეს მაღალი სიზუსტით, ზოლის 1/40 ბრძანებით, D m Ј 1/40), ჩვენ ვიღებთ ზუსტ ინფორმაციას შესწავლილი აირის რეფრაქციული ინდექსი. რეალური ინსტრუმენტები, დამზადებული რეილის ინტერფერომეტრის სქემის მიხედვით, შესაძლებელს ხდის გაზომოთ განსხვავებები რეფრაქციულ ინდექსში ერთიანიდან ფორმულის მიხედვით:
(n-1)= l 0 D m/L » 10 -8 .
Დროის განაწილება
დაწყების დრო (log to -8 to -7);
სიცოცხლის ხანგრძლივობა (log tc -7-დან 15-მდე);
დეგრადაციის დრო (log td -8 to -7);
განვითარების ოპტიმალური დრო (log tk -6-დან -5-მდე).
დიაგრამა:
ეფექტის ტექნიკური რეალიზებები
რაც საშუალებას აძლევს მას გამოიყენოს ატმოსფერულთან ახლოს წნევაზე გაზების გარდატეხის მაჩვენებლების ზუსტად დასადგენად (ამ წნევით შესაბამისი რეფრაქციული ინდექსი განსხვავდება ერთიანობისგან მეოთხედან მეხუთე ათწილადებში).სინათლის პარალელური სხივი ეცემა თვითმფრინავის პარალელურად მინის ფირფიტაზე M 1, რომლის უკანა ზედაპირზე ლითონის სარკეა დეპონირებული. ორი ასახული სხივი სივრცულად გამოყოფილია ფირფიტის საკმარის სისქეზე და ცალ-ცალკე მიმართულია ორ უჯრედში შესწავლილი აირით და საცნობარო გაზით, შესაბამისად ( ნ 1 და ნ 2). გადაცემული სხივები აისახება კიდევ ერთი იგივე მინის ფირფიტა M 2-დან. ამრიგად, ორივე ასახული სხივი ინტენსივობით თანაბარი აღმოჩნდება და ხვდება L ლინზის ფოკუსურ სიბრტყეში. შედეგად, ჰორიზონტალური ზოლების ჩარევის ნიმუში გამოჩნდება ეკრანზე E. ამ შემთხვევაში, ობიექტების არარსებობის შემთხვევაში. რეფრაქციული ინდექსები სხივების გავრცელების გასწვრივ ნ 1 და ნ 2, ჩარევის ნიმუშის ნულოვანი მაქსიმუმი დევს სისტემის ღერძზე. როდესაც ჰაერის წნევა იცვლება, ეკრანზე ზოლები იცვლება.
| ა |
| C |
| ბ |
ამ მოწყობილობამ ძალიან მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა მეცნიერების ისტორიაში. მისი დახმარებით, მაგალითად, „მსოფლიო ეთერის“ არარსებობა დადასტურდა.
სინათლის პარალელური სხივი წყაროდან S წყაროდან, რომელიც გადის ობიექტივში, ეცემა გამჭვირვალე ფირფიტაზე P 1, სადაც ის იყოფა 1 და 2 სხივებად. M 1 და M 2 სარკეებიდან ასახვის შემდეგ და P 1 ფირფიტაზე გავლის შემდეგ. ისევ ორივე სხივი შედის ობიექტივში O. ოპტიკური მოგზაურობის სხვაობა DL= 2(AC - AB) = 2 ლ, სად ლ- მანძილი M 2 სარკესა და M 1 სარკის M¢ 1 წარმოსახვით გამოსახულებას შორის P 1 ფირფიტაში. ამრიგად, დაკვირვებული ჩარევის ნიმუში ექვივალენტურია ჩარევის სისქის საჰაერო ფირფიტაში ლ.თუ სარკე M 1 მდებარეობს ისე, რომ M¢ 1 და M 2 პარალელურად იყოს, მაშინ იქმნება თანაბარი დახრილობის ზოლები, რომლებიც ლოკალიზებულია O ლინზის ფოკუსურ სიბრტყეში და აქვთ კონცენტრული რგოლების ფორმა. თუ M 2 და M¢ 1 ქმნიან ჰაერის სელს, მაშინ ჩნდება თანაბარი სისქის ზოლები, რომლებიც ლოკალიზებულია სოლი M 2 M¢ 1 სიბრტყეში და წარმოადგენს პარალელურ ხაზებს.
Michelson ინტერფერომეტრი ფართოდ გამოიყენება ფიზიკურ გაზომვებში და ტექნიკურ ინსტრუმენტებში. მისი დახმარებით პირველად გაზომეს სინათლის ტალღის სიგრძის აბსოლუტური მნიშვნელობა და დადასტურდა სინათლის სიჩქარის დამოუკიდებლობა დედამიწის მოძრაობისგან. მაიკელსონის ინტერფერომეტრის ერთ-ერთი სარკის გადაადგილებით შესაძლებელი ხდება ინციდენტური გამოსხივების სპექტრული შემადგენლობის ანალიზი. ამ პრინციპზეა აგებული ფურიეს სპექტრომეტრები, რომლებიც გამოიყენება სპექტრის გრძელტალღოვანი ინფრაწითელი რეგიონისთვის (50-1000 მკმ) მყარი მდგომარეობის ფიზიკის, ორგანული ქიმიისა და პოლიმერული ქიმიის პრობლემების გადასაჭრელად და პლაზმური დიაგნოსტიკისთვის.
Michelson ინტერფერომეტრი იძლევა სიგრძის გაზომვას 20-30 ნმ სიზუსტით. მოწყობილობა დღეს გამოიყენება ასტრონომიულ, ფიზიკურ კვლევებში, ასევე გაზომვის ტექნოლოგიაში. კერძოდ, Michelson ინტერფერომეტრი უდევს საფუძვლად თანამედროვე ლაზერული გრავიტაციული ანტენების ოპტიკურ დიზაინს.
4. მაჩ-ზენდერის ინტერფერომეტრი .ავსტრიელმა ფიზიკოსმა ერნსტ მახმა, აეროდინამიკური პროცესების მთავარმა მკვლევარმა, დააპროექტა სპეციალური ინტერფერომეტრი ფართო სხივებით და სარკეებს შორის დიდი მანძილით, რათა ჩაეწერა დარტყმითი ტალღები და ჰაერის ნაკადის დარტყმითი ტალღები სხვადასხვა სხეულების გარშემო. ჰაერის რეფრაქციული ინდექსი მკვრივ ნაკადში უფრო მაღალია, ვიდრე შეუფერხებელ გარემოში. ეს აისახება ჩარევის ხაზების ფორმაში.
ლექცია 15.
ჰიუგენს-ფრენელის პრინციპი. ფრენელის ზონის მეთოდი. ვექტორული დიაგრამა. დიფრაქცია მრგვალი ხვრელიდან და მრგვალი დისკიდან. ფრაუნჰოფერის დიფრაქცია ჭრილიდან. ტალღის ოპტიკიდან გეომეტრიულზე გადასვლა შეზღუდეთ.
დიფრაქცია - ეს არის სინათლის სწორხაზოვანი გავრცელებიდან გადახრის ფენომენი, თუ ეს არ შეიძლება იყოს რეფრაქციული ინდექსის სივრცითი ცვლილებით გამოწვეული სინათლის სხივების არეკვლის, გარდატეხის ან მოხრის შედეგი. ამ შემთხვევაში, გეომეტრიული ოპტიკის კანონებიდან გადახრა უფრო მცირეა, მით უფრო მცირეა სინათლის ტალღის სიგრძე.
კომენტარი. არ არსებობს ფუნდამენტური განსხვავება დიფრაქციასა და ჩარევას შორის. ორივე ფენომენს თან ახლავს სინათლის ნაკადის გადანაწილება ტალღების სუპერპოზიციის შედეგად.
დიფრაქციის მაგალითია ფენომენი, როდესაც სინათლე ეცემა ხვრელით გაუმჭვირვალე დანაყოფს. ამ შემთხვევაში, გეომეტრიული ჩრდილის საზღვრის მიდამოში დანაყოფის უკან ეკრანზე შეინიშნება დიფრაქციული ნიმუში.
ჩვეულებრივია განასხვავოთ დიფრაქციის ორი ტიპი. იმ შემთხვევაში, როდესაც დანაყოფზე ტალღის ინციდენტი შეიძლება აღწერილი იყოს ერთმანეთის პარალელურად სხივების სისტემით (მაგალითად, როდესაც სინათლის წყარო საკმაოდ შორს არის), მაშინ საუბარია იმაზე. ფრაუნჰოფერის დიფრაქცია ან დიფრაქცია პარალელურ სხივებში. სხვა შემთხვევებში საუბრობენ ფრენელის დიფრაქცია ან დივერგენტული დიფრაქცია .
დიფრაქციის ფენომენების აღწერისას საჭიროა მაქსველის განტოლებების სისტემის ამოხსნა შესაბამისი საზღვრით და საწყისი პირობებით. თუმცა, ასეთი გამოსავლის პოვნა უმეტეს შემთხვევაში ძალიან რთულია. ამიტომ, ოპტიკაში ხშირად გამოიყენება ჰაიგენსის პრინციპზე დაფუძნებული სავარაუდო მეთოდები Fresnel-ის ან Kirchhoff-ის განზოგადებულ ფორმულირებაში.
ჰიუგენსის პრინციპი.
ჰიუგენსის პრინციპის განცხადება . გარემოს თითოეული წერტილი, რომელსაც დროის გარკვეულ მომენტში ტტალღის მოძრაობამ მიაღწია, მეორადი ტალღების წყაროა. ამ ტალღების კონვერტი იძლევა ტალღის ფრონტის პოზიციას მომდევნო დახურვის დროს ტ+dt. მეორადი ტალღების რადიუსი ტოლია სინათლის ფაზური სიჩქარისა და დროის ინტერვალის ნამრავლის: .
| გეომეტრიული ჩრდილის საზღვრები |
ჰიუგენს-ფრენელის პრინციპი.
ფრენელმა შეავსო ჰაიგენსის პრინციპი მეორადი ტალღების ჩარევის იდეით. მეორადი ტალღების ამპლიტუდებიდან, მათი ფაზების გათვალისწინებით, შეგიძლიათ იპოვოთ მიღებული ტალღის ამპლიტუდა სივრცის ნებისმიერ წერტილში.
ტალღის ზედაპირის თითოეული პატარა ელემენტი არის მეორადი სფერული ტალღის წყარო, რომლის ამპლიტუდა პროპორციულია ელემენტის მნიშვნელობისა. dSდა რომლის განტოლებას სხივის გასწვრივ აქვს ფორმა:
სადაც ა 0 - ტალღის ზედაპირზე წერტილების რხევების ამპლიტუდის პროპორციული კოეფიციენტი dS, - კოეფიციენტი დამოკიდებულია q კუთხიდან სხივსა და ვექტორს შორის და ისეთი, რომ როცა იღებს მაქსიმალურ მნიშვნელობას და როდის - მინიმუმს (ნულის უახლოვდება).
მიღებული რხევა დაკვირვების რაღაც მომენტში რშემდეგ განისაზღვრება ჰიუგენს-ფრესნელის პრინციპის ანალიტიკური გამოხატულებით, რომელიც მიღებული იქნა კირხჰოფის მიერ:
| dS |
ამ ფორმულის მიხედვით მკაფიო გამოთვლა საკმაოდ შრომატევადი პროცედურაა, ამიტომ პრაქტიკაში შესაძლებელია ამ ინტეგრალის პოვნის სავარაუდო მეთოდების გამოყენება.
დაკვირვების წერტილში რხევის ამპლიტუდის პოვნა პმთელი ტალღის ზედაპირი სშეიძლება დაიყოს სექციებად ან ფრენელის ზონებად. დავუშვათ, რომ დივერგენტულ სხივებში დიფრაქციას ვაკვირდებით (ფრესნელის დიფრაქცია), ე.ი. განვიხილოთ სფერული ტალღა, რომელიც ვრცელდება ზოგიერთი წყაროდან ლ. მოდით, ტალღა გავრცელდეს ვაკუუმში.
მოდით დავაფიქსიროთ ტალღის ზედაპირი დროის გარკვეულ მომენტში ტ. მოდით იყოს ამ ზედაპირის რადიუსი ა. ხაზი LPკვეთს ამ ზედაპირს ერთ წერტილში შესახებ. დავუშვათ, რომ მანძილი წერტილებს შორის შესახებდა რუდრის ბ. წერტილიდან რთანმიმდევრულად განზე გამოვყავით ის სფეროები, რომელთა რადიუსი. ორმა მეზობელმა სფერომ ტალღის ზედაპირზე რგოლის მონაკვეთები „გაწყვიტა“, რომელსაც ფრესნელის ზონები ეწოდება. (როგორც მოგეხსენებათ, ორი სფერო იკვეთება წრის გასწვრივ, რომელიც მდებარეობს იმ წრფის პერპენდიკულარულ სიბრტყეში, რომელზეც დევს ამ სფეროების ცენტრები). იპოვეთ მანძილი წერტილიდან შესახებზონის საზღვრამდე ნომრით მ. იყოს ფრენელის ზონის გარე საზღვრის რადიუსი რმ . იმიტომ რომ ტალღის ზედაპირის რადიუსი არის ა, მაშინ
ამავე დროს, ამავე დროს,
ამიტომ, სად.
ხილული ტალღის სიგრძისთვის და არც ისე დიდი რიცხვებისთვის მჩვენ შეგვიძლია უგულებელვყოთ ტერმინი შედარებით მლ. მაშასადამე, ამ შემთხვევაში და რადიუსის კვადრატისთვის ვიღებთ გამონათქვამს: , რომელშიც ბოლო ტერმინი კვლავ შეიძლება იყოს უგულებელყოფილი. შემდეგ რადიუსი მფრენელის ზონა (დივერგენციული დიფრაქციისთვის):
შედეგი. პარალელურ სხივებში დიფრაქციისთვის (ფრაუნჰოფერის დიფრაქცია), ფრენელის ზონების რადიუსი მიიღება ზღვარზე გადასვლით. ა®¥:
ახლა შევადაროთ ფრესნელის ზონების არეები. შიგნით მდებარე სფერული ზედაპირის სეგმენტის ფართობი მ-ე ზონა, მოგეხსენებათ, უდრის: . ზონის ნომერი მჩაკეტილი ზონების საზღვრებს შორის რიცხვებით მდა მ-ერთი. ასე რომ, მისი ფართობია:
გარდაქმნების შემდეგ გამოთქმა მიიღებს ფორმას: .
თუ ჩვენ უგულებელყოფთ მნიშვნელობას, მაშინ გამონათქვამიდან გამომდინარეობს, რომ მცირე რაოდენობით, ზონების ფართობი არ არის დამოკიდებული მ რიცხვზე .
| ბ+D |
| ბ+2×D |
| ბ+3×D |
| ბ+ n×დ |
| პ |
| ო |
| ზონის ნომერი 1 |
| ზონის ნომერი 1.1 |
| ზონის ნომერი 1.2 |
| ზონის ნომერი 1.3 |
| ზონის ნომერი 1. ნდა ა.შ. |
| ა 1.1 |
| ა 1.2 |
| ა 1.3 |
| დ |
| დ |
| ა 1.S |
მიღებული ამპლიტუდის პოვნა დაკვირვების წერტილში რწარმოებული შემდეგი გზით. იმიტომ რომ გამოსხივებული მეორადი ტალღები თანმიმდევრულია და დაშორებები მეზობელი საზღვრებიდან წერტილამდე რგანსხვავდება ტალღის სიგრძის ნახევრით, შემდეგ რხევების ფაზური სხვაობა მეორადი წყაროებიდან ამ საზღვრებში, მოდის წერტილამდე რ, უდრის p-ს (როგორც ამბობენ, რხევები ანტიფაზაში მოდის). ანალოგიურად, ნებისმიერი ზონის ნებისმიერი წერტილისთვის, აუცილებლად იქნება წერტილი მეზობელ ზონაში, საიდანაც ვიბრაციები მოდის წერტილამდე. რანტიფაზაში. ტალღის ვექტორის ამპლიტუდის სიდიდე პროპორციულია ზონის ფართობისა: . მაგრამ ზონების არეები იგივეა და რაოდენობის ზრდასთან ერთად მკუთხე q იზრდება, ამიტომ მნიშვნელობა მცირდება. მაშასადამე, ჩვენ შეგვიძლია დავწეროთ ამპლიტუდების მოწესრიგებული თანმიმდევრობა: . ამპლიტუდა-ვექტორულ დიაგრამაზე, ფაზური სხვაობის გათვალისწინებით, ეს თანმიმდევრობა გამოსახულია საპირისპიროდ მიმართული ვექტორებით, ამიტომ
მოდით დავყოთ პირველი ზონა დიდ რიცხვად ნშიდა ზონები ისევე, როგორც ზემოთ, მაგრამ ახლა მანძილი ორი მიმდებარე შიდა ზონის საზღვრებიდან წერტილამდე რგანსხვავდება მცირე რაოდენობით. მაშასადამე, წერტილში მისული ტალღების ფაზური სხვაობა R,პატარა იქნება. ამპლიტუდა-ვექტორულ დიაგრამაზე, თითოეული შიდა ზონიდან ამპლიტუდის ვექტორი შემობრუნდება წინასთან შედარებით d მცირე კუთხით, შესაბამისად, პირველი რამდენიმე შიდა ზონიდან მთლიანი რხევის ამპლიტუდა შეესაბამება შემაერთებელ ვექტორს. გატეხილი ხაზის დასაწყისი და დასასრული. შიდა ზონის რაოდენობის გაზრდით, მთლიანი ფაზური სხვაობა გაიზრდება და პირველი ზონის საზღვარზე გახდება პ-ის ტოლი. ეს ნიშნავს, რომ ბოლო შიდა ზონის ამპლიტუდის ვექტორი მიმართულია პირველი შიდა ზონის ამპლიტუდის ვექტორის საპირისპიროდ. შიდა ზონების უსასრულოდ დიდი რაოდენობის საზღვრებში, ეს გატეხილი ხაზი გადავა სპირალის ნაწილზე.
| ფ |
ნახატიდან ჩანს, რომ პირველი ზონის ამპლიტუდისთვის შეიძლება მივიღოთ შეფასება: მაშასადამე, პირველი ზონიდან ინტენსივობა 4-ჯერ აღემატება ინციდენტის ტალღის ინტენსივობას. თანასწორობა შეიძლება სხვაგვარად იქნას განმარტებული.
თუ ღია ზონების უსასრულო რაოდენობისთვის მთლიანი ამპლიტუდა იწერება როგორც:
სადაც მარის ლუწი რიცხვი, მაშინ ტოლობიდან გამომდინარეობს შემდეგი შეფასება: .
კომენტარი. თუ როგორმე შევცვლით წერტილში რხევების ფაზებს რლუწი ან კენტი ზონებიდან p-მდე, ან ლუწი ან კენტი ზონების დახურვისთვის, მაშინ მთლიანი ამპლიტუდა გაიზრდება ღია ტალღის ამპლიტუდასთან შედარებით. ამ ქონებას აქვს ზონის ფირფიტა - სიბრტყე-პარალელური მინის ფირფიტა ამოტვიფრული კონცენტრული წრეებით, რომლის რადიუსი ემთხვევა ფრენელის ზონების რადიუსებს. ზონის ფირფიტა „გამორთავს“ ლუწ ან კენტ ფრენელის ზონებს, რაც იწვევს სინათლის ინტენსივობის ზრდას დაკვირვების წერტილში.
დიფრაქცია წრიულ ხვრელში.
ზემოთ მოყვანილი მსჯელობა საშუალებას გვაძლევს დავასკვნათ, რომ რხევების ამპლიტუდა წერტილში რდამოკიდებულია Fresnel ზონების რაოდენობაზე. თუ Fresnel ზონების კენტი რაოდენობა ღიაა დაკვირვების წერტილისთვის, მაშინ იქნება მაქსიმალური ინტენსივობა ამ ეტაპზე. თუ ლუწი რაოდენობის ზონები ღიაა, მაშინ მინიმალური ინტენსივობა.
მრგვალი ხვრელიდან დიფრაქციის ნიმუშს აქვს მონაცვლეობითი მსუბუქი და მუქი რგოლების ფორმა.
ხვრელის რადიუსის გაზრდით (და ფრენელის ზონების რაოდენობის მატებასთან ერთად), მუქი და მსუბუქი რგოლების მონაცვლეობა შეინიშნება მხოლოდ გეომეტრიული ჩრდილის საზღვრის მახლობლად, ხოლო შიგნით განათება პრაქტიკულად არ შეიცვლება.
მცირე დისკის დიფრაქცია.
განვიხილოთ ექსპერიმენტის სქემა, რომელშიც სინათლის ტალღის გზაზე მდებარეობს გაუმჭვირვალე მრგვალი დისკი, რომლის რადიუსი შეესაბამება პირველი ფრესნელის ზონების რადიუსებს.
დიფრაქციის ნიმუშის გასათვალისწინებლად, ჩვეულებრივი ზონების გარდა, ჩვენ ვაშენებთ დამატებით ზონებს დისკის კიდიდან.
| ბ |
| ბ+(ლ/2) |
| ბ+2(ლ/2) |
| ბ+3 (ლ/2) |
| პ |
| ო |
| ლ |
| ზონა No3 ზონა No2 ზონა No1 და სხვ. |
| ა |
დისკის კიდიდან ფრენელის ზონები აშენდება წინა პრინციპის მიხედვით - მანძილი ორი მეზობელი ზონის საზღვრებიდან დაკვირვების წერტილამდე განსხვავდება ტალღის სიგრძის ნახევარით. ამპლიტუდა დაკვირვების წერტილში
გათვალისწინებით შეფასება იქნება თანაბარი. შესაბამისად, დაკვირვების წერტილში, გეომეტრიული ჩრდილის ცენტრში, ყოველთვის იქნება ნათელი წერტილი - მაქსიმალური ინტენსივობა. ამ ადგილს ე.წ პუასონის ლაქა.
მაგალითი.დიამეტრის გაუმჭვირვალე დისკზე დ\u003d 0,5 სმ, ჩვეულებრივი მონოქრომატული ტალღა ეცემა, რომლის სიგრძეა l \u003d 700 ნმ. იპოვეთ დისკის ცენტრში არსებული ხვრელის დიამეტრი, რომელზედაც სინათლის ინტენსივობაა წერტილში რეკრანი (სისტემის ღერძზე) ნულის ტოლი იქნება. მანძილი დისკსა და ეკრანს შორის ლ=2,68 მ.
გამოსავალი.იპოვეთ ჩვეულებრივი ფრენელის ზონების რაოდენობა, რომლებიც დაფარულია დისკით. ზონის ნომერი ნაპოვნია ფორმულიდან ფრენელის ზონების რადიუსის ფრაუნჰოფერის დიფრაქციისთვის: , .
| A3.33 |
| ფ |
| 30 0 |
| ა |
ორმაგი სხივის ინტერფერომეტრები. Rayleigh, Jamin, Michelson, Linnik ინტერფერომეტრები. მრავალსხივიანი ინტერფერომეტრები (Fabry-Perot interferometer, Lummer-Hercke plate). ჩარევის ფილტრები
თუ სარკე M1 მდებარეობს ისე, რომ M´1 და M2 პარალელურად იყოს, იქმნება თანაბარი დახრილობის ზოლები, რომლებიც ლოკალიზებულია O2 ლინზის ფოკუსურ სიბრტყეში და აქვთ კონცენტრული რგოლების ფორმა. თუ M1 და M2 ქმნიან ჰაერის სელს, მაშინ არის თანაბარი სისქის ზოლები, რომლებიც ლოკალიზებულია M2 M1 სოლის სიბრტყეში და წარმოადგენს პარალელურ ხაზებს. თუ შესასწავლი ნიმუშის ზედაპირს აქვს დეფექტი l სიმაღლის დეპრესიის ან ამოღების სახით, მაშინ ინტერფერენციული კიდეები მოხრილია. თუ მაშინ ინტერფერენციული ზღურბლი ისე მოხრილდება, რომ დასჭირდება...
51. ორსხივიანი ინტერფერომეტრები. Rayleigh, Jamin, Michelson, Linnik ინტერფერომეტრები. მრავალსხივიანი ინტერფერომეტრები (Fabry-Perot interferometer, Lummer-Hercke plate). ჩარევის ფილტრები
ინტერფერომეტრი - საზომი მოწყობილობა, რომლის მოქმედება ემყარება ტალღების ჩარევას.ოპტიკური ინტერფერომეტრები გამოიყენება სპექტრალური ხაზების ოპტიკური ტალღის სიგრძის გასაზომად, გამჭვირვალე მედიის გარდატეხის მაჩვენებლების, ობიექტების აბსოლუტური და ფარდობითი სიგრძის, ვარსკვლავების კუთხური ზომის და ა.შ., ოპტიკური ნაწილების და მათი ზედაპირის ხარისხის გასაკონტროლებლად და ა.შ.
ინტერფერომეტრები განსხვავდებიან თანმიმდევრული ტალღების მოპოვების მეთოდებში და უშუალოდ რა რაოდენობით იზომება. ჩარევის სინათლის სხივების რაოდენობის მიხედვით, ოპტიკური ინტერფერომეტრები შეიძლება დაიყოსმრავალსხივიანი და ორსხივიანი. მრავალსხივიანი ინტერფერომეტრები ძირითადად გამოიყენება ჩარევადსპექტრალური ინსტრუმენტებისინათლის სპექტრული შედგენილობის შესასწავლად. ორსხივიანი ინტერფერომეტრები გამოიყენება როგორც სპექტრული ინსტრუმენტები, ასევე ინსტრუმენტები ფიზიკური და ტექნიკური გაზომვისთვის.
ორმაგი სხივის ინტერფერომეტრები
|
სინათლის პარალელური სხივი წარმოიქმნება წყაროდან გავლის შედეგად L ლინზებით O 1 , ეცემა გამჭვირვალე თეფშზეპ და იყოფა ორ თანმიმდევრულ სხივად 1 და 2 . სარკეებიდან ასახვის შემდეგ M 1 და M 2 და განმეორებითი გავლა სხივი 2 მეშვეობით ფირფიტაპ ორივე სხივი მიმართულებით მიდის AO ლინზებით O 2 და ჩაერიოს მის ფოკუსურ სიბრტყეშიდ. დაკვირვებული ჩარევის ნიმუში შეესაბამება ჩარევას სარკის მიერ წარმოქმნილ ჰაერის ფენაში M 2 და წარმოსახვითი გამოსახულება M' 1 სარკე M 1 ფირფიტაში P 1 . ამ შემთხვევაში, ოპტიკური ბილიკის განსხვავება უდრის, სადაც ლ - შორის მანძილი M' 1 და M 2. თუ სარკე M 1 მდებარეობს ისე, რომ M' 1 და M 2 პარალელურია, იქმნება თანაბარი დახრილობის ზოლები, რომლებიც ლოკალიზებულია O ლინზის ფოკუსურ სიბრტყეში. 2 და კონცენტრული რგოლების სახით. თუ M' 1 და M 2 შექმენით საჰაერო სოლი, შემდეგ არის თანაბარი სისქის ზოლები, ლოკალიზებული სოლის სიბრტყეში M 2 M' 1 და არის პარალელური ხაზები. Michelson ინტერფერომეტრი ფართოდ გამოიყენება ფიზიკურ გაზომვებში და ტექნიკურ ინსტრუმენტებში. მისი გამოყენებით პირველად გაიზომა სინათლის ტალღის სიგრძის აბსოლუტური მნიშვნელობა, დადასტურდა სინათლის სიჩქარის დამოუკიდებლობა წყაროს მოძრაობისგან და ა.შ. იგი ასევე გამოიყენება როგორც სპექტრული ინსტრუმენტი რადიაციული სპექტრების ანალიზისათვის. მაღალი გარჩევადობა (~ 0,005 სმ-მდე-1 ). |
|
მაიკლსონის ინტერფერომეტრის მსგავსიLinnik მიკროინტერფერომეტრი.მასში ორი მართკუთხა პრიზმისგან დაწებებული კუბი ემსახურება სხივის გამყოფ მოწყობილობას. საზღვარი, რომლის გასწვრივაც პრიზმებია წებოვანი, ნახევრად გამჭვირვალეა, ამიტომ ჩარევის სხივები იგივე ინტენსივობისაა. ლინზის ფოკუსურ სიბრტყეში ერთდროულად ჩანს შესასწავლი ობიექტის ზედაპირი, რომელიც ცვლის სარკეს. M 2 და ჩარევის ნიმუში. თუ საცდელი ნიმუშის ზედაპირს აქვს დეფექტი ჩაღრმავების ან სიმაღლის პროტრუზიის სახითლ , მაშინ ჩარევის ფარდები მოხრილია. თუ, მაშინ ინტერფერენციული ზღურბლი ისეა მოხრილი, რომ დაიკავოს ზოლის პოზიცია, რომლისთვისაც ჩარევის რიგი ერთით განსხვავდება გაანალიზებული ზოლისგან. თუ ზოლის გამრუდება არისკ ზოლები, შემდეგ ოპტიკური ბილიკის განსხვავება ზედაპირის დეფექტის გამო, სადაც მარტივია უხეშობის სიმაღლის პოვნა: . Linnik მიკროინტერფერომეტრი გამოიყენება გაპრიალებული ლითონის ხარისხის გასაკონტროლებლადზედაპირები. |
ინტერფერენციული რეფრაქტომეტრები გამოიყენება გაზების და სითხეების რეფრაქციული მაჩვენებლების გასაზომად. Ერთ - ერთი მათგანი -ჯამინის ინტერფერომეტრი.
შეკვრა ს მონოქრომატული შუქი პირველი შუშის ფირფიტის P-ს წინა და უკანა ზედაპირებიდან ასახვის შემდეგ 1 იყოფა ორ შეკვრაზე S 1 და S 2 . კუვეტების გავლის შემდეგ 1 და K 2 და ანარეკლები შუშის ფირფიტის ზედაპირიდან Р 2 დახრილი პატარა კუთხით P ფირფიტასთან შედარებით 1 , სხივები შედიან T ტელესკოპში და ერევიან, ქმნიან თანაბარი დახრილობის სწორ ზოლებს.
თუ ერთ-ერთი კუვეტი ივსება რეფრაქციული ინდექსის მქონე ნივთიერებით n 1 , ხოლო მეორე - რეფრაქციული ინდექსის მქონე ნივთიერება n 2 , შემდეგ ჩარევის შაბლონის ცვლა ზღურბლების რაოდენობის მიხედვითმ იმ სიტუაციასთან შედარებით, როდესაც ორივე კუვეტი ივსება ერთი და იგივე ნივთიერებით, შეიძლება ვიპოვოთ განსხვავება რეფრაქციულ მაჩვენებლებში, სადაც მე ვარ კუვეტის სიგრძე. რაოდენობის გაზომვის სიზუსტეარის ძალიან მაღალი და შეუძლია მიაღწიოს მეშვიდე და მერვე ათწილადამდეც კი. TO , რომლისთვისაც წინასწარ არის აგებული ბილიკის სხვაობაზე დახრილობის კუთხის დამოკიდებულების გრაფიკი, რომელიც გამოიხატება ზოლების რაოდენობაში. რადიაციის მონოქრომატიზაციისთვის, სინათლის ფილტრი შეჰყავთ მოწყობილობის წრეშიფ .
ისინი ასევე გამოიყენება გაზების და სითხეების რეფრაქციული მაჩვენებლების ზუსტი გაზომვისთვისრეილის ინტერფერომეტრი. მისი ოპტიკური სქემა ნაჩვენებია სურათზე 4.
სინათლე ჭრილიდან S ლინზებით კოლიმირებული L1 და შემდეგ ეცემა ორ სხვა სლოტზე S 1 და S 2 , პარალელური სლოტების . სინათლის პარალელური სხივები S 1 და S 2 გაიაროს სხვადასხვა კუვეტები T 1 და T 2 ივსება გაზით ან სითხით და გროვდება ლინზებით L2 , რომლის ფოკუსურ სიბრტყეში ჭრილობების პარალელურად წარმოიქმნება ჩარევის ფარდები. კუვეტებში მატერიის არსებობა განპირობებულია იმით, რომ ინტერფერენციული ფარდების სიგანე მცირეა და დაკვირვებისთვის საჭიროა დიდი გადიდება. მას შემდეგ, რაც უფსკრული სიგანეს არის პატარა, მაშინ ჩარევის ნიმუშის სიკაშკაშე დაბალია. გადიდება საჭიროა მხოლოდ კიდეების პერპენდიკულარული მიმართულებით, ამიტომ გამოიყენება ცილინდრული ოკულარიოჰ, რომლის გრძელი ღერძი ზოლების პარალელურია. შესწავლილი ჩარევის ნიმუშის პარალელურად, იქმნება მეორე ჩარევის ნიმუში, რომელიც მდებარეობს უჯრედის ქვემოთ. ის შეიძლება გახდეს საცნობარო სკალა. შუშის ფირფიტის მეშვეობითგ ეს სასწორი გადაადგილებულია ვერტიკალურად ისე, რომ მისი ზედა კიდე კონტაქტშია მთავარი ზოლიანი სისტემის ქვედა კიდესთან. მათ შორის მკვეთრი გამყოფი ხაზი არის ფირფიტის კიდის გამოსახულებაგ ლინზიდან დანახული L2 . ამ გზით შეიძლება გამოვლინდეს გამტარუნარიანობის დაახლოებით 1/40-ის გადახრები. პრაქტიკაში უფრო მოსახერხებელია ოპტიკური ბილიკების განსხვავების კომპენსირება, ვიდრე ზღვრების დათვლა. კომპენსაცია მიიღწევა შემდეგნაირად: უჯრედებიდან გამომავალი შუქი გადის თხელი მინის ფირფიტებში, რომელთაგან ერთ-ერთი (C 1 ) არის უმოძრაო, ხოლო მეორე (C 2 ) შეუძლია ბრუნოს ჰორიზონტალური ღერძის გარშემო. ამ შემთხვევაში, შესაძლებელია შეუფერხებლად შეიცვალოს ჭრილიდან გამომავალი წყაროს ოპტიკური ბილიკის სიგრძე. S2. კომპენსატორი C 2 დაკალიბრებულია მონოქრომატულ შუქზე, რათა განისაზღვროს ბრუნვის კუთხე, რომელიც შეესაბამება სიდიდის ერთი რიგის ცვლას მთავარ ზოლიან სისტემაში. ქვედა ზოლის სისტემა ემსახურება როგორც ნულოვანი მაჩვენებელი. ევაკუირებულ კუვეტებთან მუშაობისას, პირველ რიგში, მიიღწევა ნულოვანი ზოლების მიახლოებითი გასწორება ორივე შაბლონში, შემდეგ ისინი სწორდებიან ზუსტად მონოქრომატულ შუქზე კომპენსატორის გამოყენებით. ამის შემდეგ, ერთი კუვეტი ივსება გამოკვლეული გაზით და ნულოვანი ბრძანებები კვლავ გაერთიანებულია. ოფსეტი განისაზღვრება კომპენსატორის ბრუნვის კუთხეების სხვაობით∆მ ძირითადი იატაკის სისტემაში კომპენსატორის კალიბრაციის სქემის გამოყენებით. გაზის რეფრაქციული ინდექსი n' იპოვეთ ფორმულით, სადაც ლ გაზის კუვეტის სიგრძე, λ 0 არის ტალღის სიგრძე ვაკუუმში. ნაპოვნია დაახლოებით 10-8 .
მრავალსხივიანი ინტერფერომეტრები
უმარტივესი მრავალსხივური ინტერფერომეტრი ხორციელდება საფუძველზე pl a stinki Lummer-Gerke, რომელიც არის მაღალი ხარისხის გამჭვირვალე სიბრტყე-პარალელური ფირფიტა, რომლის სისქელ და რეფრაქციული ინდექსინ . საშუალების რეფრაქციული ინდექსი ფირფიტის გარეთ n' = 1 (სურათი 5). ამპლიტუდის კოევ ასახვის და გადაცემის ფაქტორები, შესაბამისად და .
ჩარევის სხივები ერთმანეთს აძლიერებენ, თუ მათ შორის ბილიკის სხვაობა ტოლია ტალღის სიგრძის მთელი რიცხვის: , სადაცთ = 0, 1, 2, ... . მინიმალური ინტენსივობა დაფიქსირდება t \u003d 1/2, 3/2, .... ჩარევის უდიდესი ორდენი, რომლის მიღებაც შესაძლებელია მრავალსხივიანი ინტერფერომეტრში, ( t ~ 20000). თავისუფალი დისპერსიული რეგიონიპატარა. ამიტომ, მრავალსხივიანი ინტერფერომეტრი გამოიყენება მხოლოდ სხვა სპექტრული მოწყობილობის მიერ იზოლირებული სპექტრული ხაზების კონტურების შესასწავლად.
Lummer-Gercke ფირფიტა იშვიათად გამოიყენება. მრავალსხივიანი ჩარევის მიღების უფრო გავრცელებული გზა ეფუძნება გამოყენებასFabry-Pero-ს ინტერფერომეტრები.
Fabry-Pero-ს ინტერფერომეტრის ძირითადი ნაწილებია ორი მინის ან კვარცის ფირფიტა P 1 და P 2 ბრტყელი ზედაპირით. ჰაერის უფსკრულის შემქმნელი ზედაპირები დაფარულია ნაწილობრივ გამჭვირვალე ფილმებით და ერთმანეთის მკაცრად პარალელურია. გარე ზედაპირებიდან არეკლილი სინათლის მავნე ზემოქმედების აღმოსაფხვრელად, ფირფიტები მზადდება ოდნავ სოლი ფორმის. Fabry-Perot ინტერფერომეტრი აყალიბებს თანაბარი დახრილობის ინტერფერენციულ კიდეებს კონცენტრული რგოლების სახით. საკმაოდ მარტივია ჩარევის ნიმუშის დაკვირვება Fabry-Pero-ს ინტერფერომეტრიდან ლაზერის, როგორც წყაროს გამოყენებით.
ერთგვაროვან გამჭვირვალე ფირფიტაზე სინათლის ნორმალური მოხვედრის პირობებში შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალმხრივი ჩარევაგამოსხივების გამოსხივება ვიწრო (10 - 20 ნმ) სპექტრულ რეგიონში. ეს არის მუშაობის პრინციპიჩარევის ფილტრები(სურათი 7).
სურათი 1 - მაიკლსონის ინტერფერომეტრის დიაგრამა
დაახლოებით 2
დაახლოებით 1
M 1
M'1
სურათი 2 - Linnik-ის მიკროინტერფერომეტრის სქემა
დაახლოებით 2
დაახლოებით 1
M 1
M'1
სურათი 3 - ჯამინის ინტერფერომეტრის დიაგრამა
მაგრამ - ჰორიზონტალური მონაკვეთი;ბ - ვერტიკალური განყოფილება
სურათი 4 - რეილის ინტერფერომეტრის დიაგრამა
სურათი 5 - სხივების გზა ლუმერ-გერკეს ფირფიტაში
E00
2
E00
E 00
2 E 00
2 E 00
2 2 E 00 e i
სურათი 6 - Fabry-Pero-ს ინტერფერომეტრის სქემა
შუალედური დიელექტრიკული ფენა
ნაწილობრივ ამრეკლავი ფილმები
მინა
სურათი 7 - Fabry-Pero ტიპის ჩარევის ფილტრი
ისევე როგორც სხვა ნამუშევრები, რომლებიც შეიძლება დაგაინტერესოთ |
|||
| 12971. | სახანძრო სიგნალიზაცია | 731.5 KB | |
| სახანძრო სიგნალიზაცია. დაცვა და ხანძარსაწინააღმდეგო სიგნალიზაცია. ხანძარსაწინააღმდეგო სიგნალიზაციის დეტექტორები. ხანძარსაწინააღმდეგო დეტექტორების განთავსება. მიმღები მოწყობილობები... | |||
| 12972. | სუნთქვის აღდგენის მოწყობილობა "MINING RESCUE - 8 M" | 146 კბ | |
| სუნთქვის აპარატი MINE RESCUE 8 M სანქტ-პეტერბურგი 2009 სუნთქვის მოწყობილობა MINE RESCUE 8 m Mine Rescuer 8m GS8m აპარატი შექმნილია დაზარალებულისთვის ხელოვნური სუნთქვის შესაქმნელად მეთოდის გამოყენებით... | |||
| 12973. | ხმის დამტკიცების საშუალებების შესწავლა | 496.5 KB | |
| STUDY OF Sound Proofing ნიშნავს STUDY OF Sound Proofing MEANS. სამუშაოს მიზანია გაეცნოს ხმაურის დამთრგუნველების ტიპებს, მოქმედების პრინციპებს და მათი ეფექტურობის შეფასების მეთოდებს. ხმის იზოლაციის ფიზიკური არსი. ბარიერის ხმის იზოლაციის უნარი | |||
| 12974. | იზოლირებული რეგენერაციული რესპირატორები, როგორც ტექნიკური აღჭურვილობის ელემენტი | 1.06 მბ | |
| საიზოლაციო რეგენერაციული რესპირატორები, როგორც HRSG-ის ტექნიკური აღჭურვილობის ელემენტი. შიგთავსი: HRHS-ის ტექნიკური აღჭურვილობა. რეგენერაციული რესპირატორების იზოლირება. p12 რესპირატორი: მოწყობილობა და მუშაობის პრინციპი ... | |||
| 12975. | უბედური შემთხვევისა და დაავადებების დროს პირველადი (პრესამედიცინო) დახმარების გაწევის წესები. | 1.13 მბ | |
| უბედური შემთხვევებისა და დაავადებების დროს პირველადი დახმარების გაწევის წესები. სარჩევი სარჩევი 1. პირველადი დახმარების ორგანიზაცია დაზიანებებისა და დაავადებების დროს 2. პირველადი დახმარება სუნთქვისა და გულის გაჩერებისას 3. ჭრილობები და სისხლდენა | |||
| 12976. | სამრეწველო მტვერი და მტვრის ამწე | 180.5 KB | |
| სამრეწველო მტვერი და მტვრის ამომწოვი სამრეწველო მტვრის მახასიათებლები სამრეწველო მტვერი სამუშაო გარემოში ყველაზე გავრცელებული მავნე ფაქტორია. მრავალი ტექნოლოგიური პროცესი და ოპერაცია სატრანსპორტო ინდუსტრიაში... | |||
| 12977. | სამრეწველო რესპირატორული დაცვა | 380.5 KB | |
| სამრეწველო რესპირატორული დაცვა შესავალი ჩვენს ქვეყანაში, პრევენციული ღონისძიებების სისტემაში, რომელიც მიზნად ისახავს უსაფრთხო სამუშაო პირობების უზრუნველყოფას და პროფესიული მოწამვლისა და დაავადებების შემცირებას მეტალურგიულ ქიმიურ მრეწველობაში ... | |||
| 12978. | მათემატიკური ანალიზი. შეამოწმეთ გამოცდამდე | 4.31 მბ | |
| მათემატიკური ანალიზი რიცხვითი მიმდევრობა და її საზღვარი. დანიშნულია. fn ფუნქციის თანმიმდევრობა ენიჭება N ნატურალური რიცხვების სიმრავლეს. დანიშნულია. თანმიმდევრობას უწოდებენ obmezhenoyu yakshcho და ასეთი რიცხვები t і M scho ყველა n ვიკონისთვის | |||
| 12979. | მათემატიკური მოდელირება და დიფერენციალური გასწორება | 300.5 კბ | |
| ლექცია 1 მათემატიკური მოდელირება და დიფერენციალური გასწორება. 1.1. მათემატიკური მოდელირების გაგება. მათემატიკური მოდელირების ცნებას სხვადასხვა ავტორი თავისებურად განმარტავს. ჩვენ მას დავუკავშირებთ ჩვენს სპეციალობას გამოყენებით მათემატიკაში. პარასკე მამი | |||
დიფრაქციის თეორიის დასკვნების გამოყენებით შეიძლება ითქვას, რომ იანგის ექსპერიმენტში მეორადი წყაროებიდან შუქს აქვს ყველაზე მაღალი ინტენსივობა პირველადი წყაროდან გეომეტრიული სხივების მიმართულებით. იანგის ექსპერიმენტში ეს სხივები განსხვავდება ეკრანის უკან, მაგრამ ხვრელების წინ მოთავსებული ლინზების დახმარებით (ნახ. 7.12), ისინი შეიძლება შემცირდეს O წერტილამდე, ლინზების მიმართ კონიუგირებული შემდეგ ინტენსივობით. ინტერფერენციის ნიმუში O-თან ახლოს იზრდება და ჩარევის ზღურბლები შეიძლება შეინიშნოს ერთმანეთისგან ბევრად უფრო დაშორებულ ხვრელებზე. მანძილი მიმდებარე სინათლის ზოლებს შორის მაინც თანაბარია და თუ ობიექტივი იძლევა წერტილის სტიგმატულ გამოსახულებას, მაშინ ოპტიკური თანასწორობის პრინციპის მიხედვით
ისე, ნულოვანი რიგის დიაპაზონი განთავსდება O-ში. თუ ობიექტივი არ იძლევა სტიგმატულ გამოსახულებას, ნულოვანი რიგის ზოლი გადაინაცვლებს O-ზე ოდენობით, რაც დამოკიდებულია ოპტიკური ბილიკის განსხვავებაზე 5-დან O-მდე ორივე ხვრელის გავლით. ოპტიკური ბილიკის სხვაობით, ცვლა რამდენჯერმე მეტი იქნება, ვიდრე მანძილი მეზობელ ნათელ კიდებს შორის, სადაც
ცხადია, ასეთი მოწყობილობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ლინზების ხარისხის რაოდენობრივად შესამოწმებლად, როგორც ეს გააკეთა მაიკლსონმა. თუ ერთ-ერთი ხვრელი ფიქსირდება ლინზის ცენტრთან შედარებით, მაშინ მეორე ხვრელის სხვადასხვა პოზიციებზე გაზომვით შესაძლებელია ლინზაში გავლის შემდეგ სფერულიდან გამომავალი ტალღის ფრონტის გადახრა (ტალღის აბერაცია) . ანალოგიურად, თუ I სისქის გამჭვირვალე ფირფიტა გარდატეხის ინდექსით მოთავსებულია სინათლის სხივში, რომელიც მოდის, მაშინ ოპტიკური ბილიკის სიგრძე იზრდება და O წერტილში ჩარევის რიგი იცვლება.
გაზომვით შესაძლებელია დადგინდეს განსხვავება ფირფიტის რეფრაქციულ მაჩვენებლებსა და გარემოს შორის. ეს არის Rayleigh ინტერფერომეტრის მოწყობილობის საფუძველი, რომელიც გამოიყენება აირების რეფრაქციული მაჩვენებლების ზუსტი გაზომვისთვის. ამ მოწყობილობის თანამედროვე მოდელის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 7.13. ჭრილიდან გამოსული სინათლე კოლიმირებულია ლინზებით და შემდეგ ეცემა ორ სხვა პარალელურ ჭრილზე.
ბრინჯი. 7.13. რეილის ინტერფერომეტრის სქემა, a - ჰორიზონტალური განყოფილება, - ვერტიკალური განყოფილება.
სინათლის პარალელური სხივები და გადის სხვადასხვა გაზის უჯრედებიდან და გროვდება ლინზებით, რომლის ფოკუსური სიბრტყეზე წარმოიქმნება ჩარევის კიდეები ჭრილების პარალელურად. სინათლის სხივებში გაზის უჯრედების განთავსება აუცილებელს ხდის ჭრილებს შორის მანძილის საგრძნობლად გაზრდას და, შედეგად, ჩარევის კიდეები მჭიდროდ არის დაშორებული და მათი დაკვირვებისთვის საჭიროა დიდი გადიდება. ჭრილის სიგანეც არ შეიძლება იყოს დიდი და, შესაბამისად, სურათის სიკაშკაშე დაბალია. ვინაიდან გადიდება საჭიროა მხოლოდ ზოლების პერპენდიკულარული მიმართულებით, ამ მიზნისთვის კარგად არის შესაფერისი ცილინდრული ოკულარი თხელი შუშის ღეროს სახით ზოლების პარალელურად გრძელი ღერძით. ამ გზით ნახული სურათი ბევრად უფრო კაშკაშაა, ვიდრე სფერული ოკულარის გამოყენებისას. ცილინდრული ოკულარის გამოყენებას კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი უპირატესობა აქვს, რაც შესაძლებელს ხდის მიღებულ ზღურბლებს შორის მეორე ფიქსირებული სისტემის მიღებას, იგივე მანძილით, როგორც მთავარში, მაგრამ წარმოიქმნება შუქისგან, რომელიც გადის გაზის უჯრედების ქვემოთ. ზოლების მეორე სისტემა შეიძლება გახდეს საცნობარო მასშტაბი. შუშის ფირფიტის დახმარებით ეს სასწორი გადაინაცვლებს ვერტიკალურად ისე, რომ მისი ზედა კიდე კონტაქტში იყოს ძირითადი სისტემის ქვედა კიდესთან. პიმის შორის მკვეთრი გამყოფი ხაზი არის ფირფიტის კიდე, რომელიც შეინიშნება ობიექტივიდან
შესაბამისად, ზოლების ძირითადი სისტემის გადაადგილების განსაზღვრა კუვეტებში ოპტიკური ბილიკების ცვლილების გამო მთლიანად დამოკიდებულია თვალის მხედველობის სიმახვილეზე, რომელიც, ზოგადად, დიდია და ამ გზით შესაძლებელია გამოვლენა. გადაადგილებები დაახლოებით უდრის შეკვეთის 1/40-ს. ოპტიკურ სისტემაში შემთხვევითი ძვრები ასევე ნაკლებად მნიშვნელოვანი ხდება, რადგან ისინი გავლენას ახდენენ ზოლების ორივე სისტემაზე ერთდროულად.
პრაქტიკაში უფრო მოსახერხებელია ოპტიკური ბილიკების განსხვავების კომპენსირება, ვიდრე ზღვრების დათვლა. ეს კეთდება შემდეგნაირად: გაზის უჯრედებიდან გამომავალი შუქი გადის თხელ მინის ფირფიტებზე, რომელთაგან ერთი სტაციონარულია, ხოლო მეორეს შეუძლია ბრუნოს ჰორიზონტალური ღერძის გარშემო, რაც საშუალებას გაძლევთ შეუფერხებლად შეცვალოთ მომავალი სინათლის ოპტიკური ბილიკის სიგრძე. გარეთ
ასეთი კომპენსატორი კალიბრირებულია მონოქრომატულ შუქზე, რათა განისაზღვროს ფირფიტის ბრუნვის ოდენობა, რომელიც შეესაბამება სიდიდის ერთი რიგის ცვლას მთავარ ზოლიან სისტემაში. ამ შემთხვევაში ზოლების სისტემა ემსახურება როგორც ოპტიკური ბილიკების თანასწორობის ნულოვანი ინდიკატორი, როგორც წესი, მოწყობილობა მუშაობს შემდეგნაირად: გაზის უჯრედები ამოტუმბულია, ხოლო თეთრ შუქზე კომპენსატორის გამოყენებით, ზოლები. ძირითადი სისტემა და სასწორი უხეშად არის გასწორებული; შემდეგ მიიღწევა ტყვიების ბრძანებების ზუსტი დამთხვევა მონოქრომატულ შუქზე, რის შემდეგაც ერთ-ერთი კუვეტი ივსება შესასწავლი გაზით და ისევ, ჯერ თეთრ შუქზე, შემდეგ კი მონოქრომატულში, ნულოვანი ბრძანებები კომენსატორის გამოყენებით აერთიანებს. კომპენსატორის ორ პარამეტრს შორის განსხვავება შესაძლებელს ხდის მისი დაკალიბრებიდან განისაზღვროს ძირითადი ზოლის სისტემაში რიგის ცვლა, რომელიც გამოწვეულია კუვეტში გაზის არსებობით. ამ გაზის რეფრაქციული ინდექსი გვხვდება (28), კერძოდ:
სად არის გაზის უჯრედის სიგრძე. ნორმალური მნიშვნელობებით და შეკვეთის 1/40-ის დაყენების სიზუსტით, დაახლოებით ცვლილება
ოპტიკური ბილიკები ჩარევის ნიმუშის დაკვირვების ადგილიდან და მისკენ გადის სხვადასხვა დისპერსიის მედიაში; ამიტომ, განსხვავებით მარტივი შემთხვევისგან, რომელიც განიხილება ნულოვანი თანმიმდევრობით სხვადასხვა ტალღის სიგრძის შუქზე, ზოგადად რომ ვთქვათ, ისინი არ ემთხვევა ერთმანეთს და თეთრ შუქზე არ არსებობს სრულიად თეთრი ზოლი. მინიმუმ ფერადი ზოლი საშუალო ტალღის სიგრძისთვის (სპექტრის ხილულ რეგიონში), რაც დამოკიდებულია თვალის ფერის მგრძნობელობაზე. ლინზების აღწერისას მიღებული ტერმინოლოგიის ანალოგიით, ამ ზოლს აქრომატული ეწოდება. თუ კომპენსატორი შემოაქვს ოპტიკური ბილიკის სხვაობას L, მაშინ O წერტილში ჩარევის რიგი უდრის
ამიტომ, O წერტილში აქრომატული ზოლი იქნება როდის
კომპენსატორის ასეთი პარამეტრით, სურათის ნულოვანი რიგი მონოქრომატულ შუქზე შეიძლება არ მოხვდეს O წერტილში, რადგან მათი დამთხვევისთვის საჭიროა, რომ
ეს შეუსაბამობა შეიძლება იყოს საკმარისად დიდი, რათა გაძნელდეს ნულოვანი რიგის ზოლის იდენტიფიცირება მონოქრომატულ შუქზე და, შესაბამისად, უნდა მიმართოთ წინასწარ გაზომვებს დაბალ წნევაზე ან მოკლე კუვეტით.
ჩვენ ასევე აღვნიშნავთ, რომ აქრომატული ზოლი კარგად არის აღიარებული მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ნიმუშის იმ წერტილებში, სადაც ხილული სპექტრის ტალღის სიგრძის მნიშვნელობების დიაპაზონი საკმარისად მცირეა. თეთრ შუქზე დაკვირვებისას, ერთნაირი დისპერსიის მქონე მედიაში ჩარევის ტალღების ბილიკები მაქსიმალურად თანაბარი უნდა იყოს.
უფრო დიდი მგრძნობელობის მიღება პრინციპში შესაძლებელია I გაზრდით, მაგრამ ამას ხელს უშლის ტემპერატურის კონტროლის სირთულე. ამავე მიზეზით, მხოლოდ მოკლე კუვეტები გამოიყენება ინსტრუმენტის მოდელში, რომელიც შექმნილია სითხეების რეფრაქციული მაჩვენებლების სხვაობის გასაზომად. გარდა ამისა, ბილიკების სხვაობა, რომლის კომპენსირებაც შესაძლებელია, შეზღუდულია და, შესაბამისად, კუვეტებში რეფრაქციული მაჩვენებლების დიდი სხვაობით, მათი სიგრძე პროპორციულად უნდა შემცირდეს.
Ჩატვირთვა...