Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
7.6.3. Применение интерферометра Фабри — Перо для изучения тонкой структуры спектральных линий.При освещении интерферометра Фабри-Перо квазимонохроматическим светом, не удовлетворяющим условиям (23), распределение интенсивности в прошедшем свете отличается от даваемого выражением (27) и содержит некоторую информацию о спектральном распределении используемого света. В частности, допустим, что свет состоит из Для сравнения способностей различных приборов разрешать структуру спектров, удобно рассматривать линию, состоящую из двух компонент равной интенсивности, и установить, быть может несколько произвольно, величину смещения максимумов, при котором компоненты «начнут разрешаться». Пусть
Рис. 7.62. Две спектральные монохроматические компоненты, которые начали разрешаться сшласно критерию Рэлея. Будем считать подобное отношение интенсивности в седловине и в максимуме критерием разрешения в интерферометре Фабри — Перо, Если отражающая способность пластин не столь велика, чтобы начало сказываться их несовершенство, распределение интенсивности
a полную интенсивность
Полная интенсивность в средней точке между максимумами интенсивности двух компонент равна
При большой резкости полос
откуда, учитывая (22), находим
Далее из (28), принимая
На пределе разрешения
По аналогии с выражением (8.6.14) для разрешающей силы дифракционной решетки с конечным числом интерферирующих пучков равной интенсивности множитель 0,97 иногда называют эффективным числом пучков. При падении света, близком к нормальному,
Итак разрешающая сила интерферометра пропорциональна резкости и оптическому расстоянию между пластинами. В качестве примера возьмем
Величину Если у двух компонент различие в длинах волн достаточно велико, смещение интерференционных картин друг относительно друга больше рассюнния между соседними максимумами каждой компоненты. Тогда мы говорим о «перекрытии» порядков. Разность длин волн При падении света, близком к нормальному, находим из (42)
Если область дисперсии выразить через спектроскопическое волновое число, то
Как мы видим, размер области дисперсии обратно пропорционален расстоянию между пластинами, и значит, увеличение разрешающей силы, получающееся при увеличении лого расстояния, сопровождается пропорциональным уменьшением области дисперсии. Сравнивая (44) и Если две близкие линии разрешены, соответствующий им интервал спектроскопических волновых чисел легко определить из данных о диаметрах колец
где
Для каждой линии дробный порядок получается из измерений диаметров двух светлых колец. Так, из (32) находим, что диаметры
откуда
Если измерения сделаны не с двумя, а с большим числом колец, то среднюю величину Мы уже говорили, что вследствие малости области дисперсии интерферометра все картины, за исключением картин от очень близких линий, следует разделить. При фотографическом методе регистрации такое разделение обычно успешно достигается «скрещиванием» интерферометра с дифракционным или призменным спектрографом, исправленным на астигматизм. Одно из таких устройств показано на рис. 7.63, Интерферометр I освещается светом источника
Если непрерывный фон захватывает широкую область длин волн, как, например, в солнечном спектре, ситуация становится более сложной.
Рис. 7.63 Интерферометр Фабри — Перо, скрещенный о призменным спектрографом.
Рис. 7.64. Полосы, полученные с интерферометром Фабри — Перо,
Рис. 7.65. Полосы, полученные с интерферометром Фабри — Перо, в свете двух линий спектра неона (фотографический иегатнв) [71], а эмиссия 6 — абербция и центре линни с длиной волны 6402 а показана стрелками Чтобы разобраться в ней, предположим, что ширина щели спектрографа пренебрежимо мала, а разрешающая сила спектрографа бесконечна. Пусть оси прямоугольной системы координат через центр щели, ось
Мы здесь предполагаем, что 0 мало и принимаем Угол
Относительное распределение интенсивности между максимумами служит характеристикой интерферометра Спектр в фокальной плоскости спектрографа рассекается узкими светлыми полосами — каналами с широ кими темными промежутками между ними Эти каналы сим мстричны относительно линии
Рис. 7.66 Полосы, полученные с интерферометром Фабри — Перо, обусловленные линиями поглощения в солнечном спектре [72] Если в спектре присутствуют линии поглощения, светлые каналы прерываются темными полосами в местах пересечения с линиями поглощения иными словами, эти темные полосы находятся на тех же местах, где были бы светлые полосы, образованные эмиссионными тиниями с той же длиной волны, что и у линии поглощения Если щель раскрывается симметрично, темные полосы расширяются в направлении между соседними светлыми полосами. Мы видели, что это расстояние равно области дисперсии интерферометра, которая уменьшается с увеличением расстояния между пластинами. Тем самым конечная величина разрешающей силы вспомогательного спектрографа ставит верхний предел расстоянию между пластинами, которым еще можно пользоваться. Интерферометр Фабри — Перо можно также использовать в спектроскопии в комбинации с фотоэлектрическим детектором [63]. Свет исследуемой спектральной линии, выделенный предварительно монохроматором, направляется в интерферометр. Получающаяся интерференционная картина проектируется на кольцеобразное отверстие, концентричное кольцам картины. Это отверстие пропускает свет от небольшой части порядка (кольца) на фотоэлемент. Изменяя оптическое расстояние между пластинами, можно увеличивать или уменьшать величину колец на отверстии и таким образом исследовать структуру интерференционной картины. Такое устройство имеет важное практическое значение потому, что интерферометр Фабри—Перо, как показал Жакино
|
1 |
Оглавление
|