Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Принцип действия

Схема прибора приведена на рис 3.1. Световой поток, исходящий из источника 1 с помощью коллимирующего объектива 2 превращается в параллельный пучок, который делителем 3 расщепляется на два – ОА и ОВ. Делитель представляет собой плоскопараллельную пластину, на заднюю часть которой (по отношению к источнику света), нанесено полупрозрачное покрытие. Половина потока распространяется в ветви ОА, строя с помощью микрообъектива 5 на предмете 7 изображение источника света, освещая тем самым те участки предмета, на которых фокусируются элементы тела накала источника. Затем, освещенный таким образом предмет, с помощью того же микрообъектива 5 и объектива 9 строит изображение предмета в плоскости полевой диафрагмы (ПД), где расположена шкала.

Второй пучок распространяется аналогично, но по ветви ОВ и освещает участок эталонного зеркала 8, наклоненного под малым углом к оптической оси, который можно изменять. Таким образом, оба пучка попадают в плоскость полевой диафрагмы, где одновременно строят как изображение предмета, так и наклоненного зеркала, образуя из этих изображений оптический виртуальный клин, в котором появляются полосы равной толщины, а на линии пересечения граней образуется ахроматическая полоса, поскольку в этом месте разность хода интерферирующих лучей равна нулю. Этот клин в свою очередь можно считать изображением еще двух клиньев: клина, одной гранью которого является поверхность объекта, а другой гранью – мнимое изображение эталонного зеркала в зеркале, коим является полупрозрачное покрытие делительного кубика (в точке А) и наоборот, когда действительной гранью является эталонное зеркало (в точке В, рис 3.1).

Принципиально, такой метод измерений не отличается от интерференционных измерений в обычном клине с той лишь разницей, что либо одна из граней клина (если его рассматривать между контролируемой поверхностью и мнимым изображением эталонного зеркала), либо обе грани являются виртуальными – т.е. изображениями. У такого клина, как это говорят в оптике, имеется засечка. (Рис 3.2). Это означает, что оптические поверхности как бы проходят сквозь друг друга. Ясно, что с материальными телами такого быть не может. Кроме того, этот клин расположен в плоскости полевой диафрагмы и не составляет проблем измерения его параметров. Обе ветви ОА и ОВ совместно с общим участком от делителя до ПД (рис. 3.1) представляют собой микроскопы с параллельным ходом лучей. Покажем это. Для этого рассмотрим оптическую систему, состоящую из двух линз (объективов) с различными фокусными расстояниями и расположенными на произвольном расстоянии друг от друга. Если поместить предмет в переднем фокусе первой линзы, то изображение сформируется в заднем фокусе второй линзы при любых взаимных положениях линз (рис.3.3). Из построения видно, что треугольники АОВ и А'О'В ' подобны, так как главные лучи ВО и В'О' параллельны, откуда следует выражение для линейного увеличения

(3.1)

Эта величина может быть весьма значительной и достигать нескольких сотен крат. Подобные схемы микроскопов обладают рядом достоинств и используются в различных приборах и устройствах, например в МБС (микроскоп биологический стереоскопический), в офтальмологических щелевых лампах и многих других.

В случае использования немонохроматического источника света незаменимым элементом схемы становится компенсационная пластина 4. Ее роль легко понять из принципа «от противного». Допустим, что пластина 4 в схеме отсутствует. В этом случае геометрическая разность хода интерферирующих лучей, за вычетом расстояний, которые они проходят совместно, была бы . Однако, помимо воздуха, свет распространяется и в стекле делительной пластины, причем в плече ОА свет проходит в стекле в три раза большее расстояние, чем в плече ОВ (рис 3.4), благодаря нанесению на одну из сторон пластины полупрозрачного покрытия. В таком случае разность хода будет

(3.2)

Так как стекла обладают дисперсией , то разность хода в данном случае будет также функцией длины волны и ни при каких вариациях с длинами плеч ОА и ОВ она не будет равна нулю для всех длин волн. Полученный результат указывает на невозможность формирования в такой схеме условия возникновения ахроматической полосы – равенства нулю разности хода для всех длин волн. В свою очередь отсутствие такой полосы делает невозможным наблюдения всей интерференционной картины при немонохроматическом источнике света.

Теперь становится понятна роль компенсационной пластины, которая должна быть изготовлена из такого же материала, как и делительная пластина и совпадать с ней по всем размерам, т.е. быть полностью ей эквивалентной. Будучи внесенной в схему, она как раз и скомпенсирует двойной проход света в стекле в плече ОВ. Из сказанного также следует, что в случае использования монохроматического источника (лазера или даже осветителя со светофильтром) компенсационная пластина становится ненужной, и ее можно удалить из схемы.