Interferometr

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Interferometrprzyrząd pomiarowy oparty na zjawisku interferencji fal. Zasada działania opiera się na nakładaniu na siebie dwóch fal spójnych, co prowadzi do powstania obszarów wygaszania oraz wzmacniania drgań. Obserwacja powstających wzorów interferencyjnych umożliwia po odpowiednich obliczeniach uzyskanie bardzo dokładnych pomiarów.

Interferometr Michelsona to jeden z najczęściej stosowanych interferometrów. Posiada dwa prostopadłe do siebie ramiona. Monochromatyczne światło ze źródła A wpada do wnętrza układu i w centralnej części rozdziela się na dwie wiązki na półprzepuszczalnym zwierciadle B. Na końcu obu ramion znajdują się zwierciadła C, które zawracają bieg promieni. Jedno ze zwierciadeł dodatkowo jest ruchome i za jego pomocą zmienia się drogę optyczną jednej z wiązek w celu ustawienia interferometru. Po odbiciu obie wiązki padają ponownie na półprzepuszczalne zwierciadło, gdzie biegną już w jednym kierunku (do obserwatora D) i interferują ze sobą. Światłowód – przezroczysta struktura (włóknista, warstwowa lub paskowa), w której odbywa się propagacja światła.

W ten sposób można mierzyć odległość albo określić przestrzenne wymiary badanego obiektu. Interferometry optyczne wykorzystują do badań fale świetlne i mają najszersze zastosowanie. Niekiedy do pomiarów interferometrycznych wykorzystuje się mikrofale lub elektrony, które w skali mikroświata, mogą być traktowane jak fala materii. Wyróżnia się interferometry jednowiązkowe, dwuwiązkowe i wielowiązkowe.

Dyfrakcja (ugięcie fali) to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Zjawisko zachodzi dla przeszkód, które mają dowolną wielkość, ale wyraźnie jest obserwowane dla przeszkód o rozmiarach porównywalnych z długością fali.Przyrząd pomiarowy (narzędzie miernicze) – urządzenie, układ pomiarowy lub jego elementy, przeznaczone do wykonania pomiarów samodzielnie lub w połączeniu z jednym lub wieloma urządzeniami dodatkowymi. Również wzorce miary (etalony), wzorce inkrementalne i materiały odniesienia są traktowane jako przyrządy pomiarowe.

Interferometr jednowiązkowy[ | edytuj kod]

Jest to interferometr, w którym obraz interferencyjny powstaje w wyniku interferencji dwóch prostopadłych składowych promienia świetlnego. Zbudowany na bazie światłowodu planarnego (tzn. w postaci specjalnie przygotowanej płytki szklanej zdolnej prowadzić światło) w którym tylko jedna ze składowych promienia (mod TE lub TM) jest wrażliwa na zmiany współczynnika załamania światła otoczenia światłowodu. W wyniku zmiany współczynnika załamania powstaje pomiędzy składowymi prostopadłymi różnica faz. Użycie polaryzatora na wyjściu takiego układu pozwala na uporządkowanie drgań modów TE i TM w jednej płaszczyźnie. Wówczas możliwa jest interferencja i obserwacja na ekranie. Przykładem interferometru jednowiązkowego jest interferometr różnicowy.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) – największy na świecie interferometr radiowy znajdujący się na płaskowyżu Chajnantor w Chilijskich Andach na wysokości ok. 5000 m n.p.m. W jego skład wchodzi 66 precyzyjnie wykonanych radioteleskopów o średnicach czasz 12 i 7 metrów. Prowadzą one obserwacje w zakresie fal milimetrowych i submilimetrowych. Interferometr powstał we współpracy międzynarodowej krajów Europy, Ameryki Północnej i Azji Wschodniej, przy współudziale Chile.Fala – zaburzenie rozprzestrzeniające się w ośrodku lub przestrzeni. W przypadku fal mechanicznych cząstki ośrodka, w którym rozchodzi się fala, oscylują wokół położenia równowagi, przy czym przenoszą energię z jednego miejsca do drugiego bez transportu jakiejkolwiek materii.


Podstrony: 1 [2] [3]




Warto wiedzieć że... beta

Mod (łac. modus – rodzaj, sposób) w ruchu falowym oznacza rodzaj drgania, czyli fali stojącej (charakteryzowanej przez długość fali) wzbudzanej w rezonatorze, jeśli rezonator pobudzany jest do drgań przez fale z pewnego zakresu długości. W zależności od kształtu rezonatora jego wzbudzenia mogą być
Interferometr Sagnaca - to rodzaj inteferometru dwuwiązkowego, przy pomocy którego można wyznaczać obrót poruszających się pojazdów. Urządzenie to stosuje się w samolotach jako precyzyjny żyroskop.
Fale materii, fale de Broglie’a, przez autora nazwane początkowo falami fazy (l’onde de phase) – alternatywny w stosunku do klasycznego (czyli korpuskularnego) sposób opisu obiektów materialnych. Według hipotezy de Broglie’a dualizmu korpuskularno-falowego każdy obiekt materialny może być opisywany na dwa sposoby: jako zbiór cząstek albo jako fala. Obserwuje się efekty potwierdzające falową naturę materii w postaci dyfrakcji cząstek elementarnych, a nawet całych jąder atomowych.
Interferencja (łac. inter – między + ferre – nieść) – zjawisko powstawania nowego, przestrzennego rozkładu amplitudy fali (wzmocnienia i wygaszenia) w wyniku nakładania się (superpozycji fal) dwóch lub więcej fal. Warunkiem trwałej interferencji fal jest ich spójność, czyli korelacja faz i częstotliwości.
Interferometr Twymana-Greena - przyrząd optyczny podobny do interferometru Michelsona. Służy do badania elementów optycznych (np. pryzmatów, soczewek) oraz całych układów optycznych (np. obiektywów).
Interferometr optyczny – interferometr oparty na zjawisku interferencji fal świetlnych. Zasada działania opiera się na nakładaniu na siebie dwóch fal spójnych, co prowadzi do powstania jaśniejszych i ciemniejszych prążków interferencyjnych. Pomiar natężenia światła oraz jego przestrzennego rozkładu pozwala na bardzo dokładne pomiary odległości i oraz długości fali.
W interferometrze Macha-Zehndera promień świetlny padający na wejście układu rozdzielany jest układem luster na dwa promienie, z których każdy przechodzi przez interferometr inną drogą. Następnie oba promienie ponownie spotkają się na wyjściu układu. Obraz interferencyjny, oglądany na ekranie, zależy od różnicy faz obu promieni; a zatem jest on czuły na najdrobniejsze detale, które mogą wpływać na różnicę dróg optycznych pomiędzy ramionami interferometru. Jeśli w jednym z ramion interferometru (nazywanym ramieniem sygnałowym) umieścimy tak zwany obiekt fazowy (dowolny obiekt przezroczysty o nieznacznie zmieniającym się w czasie lub przestrzeni współczynniku załamania) to efekty tych zmian widoczne będą na obrazie interferencyjnym w postaci układu prążków. Można to wykorzystać do badania subtelnych niejednorodności obiektów przezroczystych - np. przestrzennego rozkładu naprężeń w przezroczystym ośrodku stałym, lub rozkładu temperatury (i zarazem gęstości) gazu.

Reklama