Reja: Kirish Interferentsiya

4. RAYLEIGH INTERFEROMETRI
Rayleigh interferometri to'lqinlarning fazali kirishlaridagi farqga nisbatan eng sezgir interferentsion qurilmalardan biri bo'lib, u atmosferaga yaqin bosimdagi gazlarning sinishi ko'rsatkichlarini aniq aniqlash uchun foydalanish imkonini beradi (bu bosimda mos keladigan sinishi ko'rsatkichi farqlanadi). birlikdan to'rtinchi kasrgacha beshinchi kasrgacha).
Rayleigh interferometrining konstruktsiyasining sxematik tasviri

Ob'ektivning diqqat markazida bo'lgan deyarli nuqta manbai S yorug'lik nuri bu linza tomonidan parallel nurga aylanadi. Bundan tashqari, ob'ektiv orqasida tizimning asosiy o'qiga nisbatan nosimmetrik ikkita teshikli diafragma mavjud - ikkilamchi manbalar S 1 va S 2, ikkita parallel nozik nurlarni hosil qiladi. Keyin bu nurlar ikkinchi linza orqali uning fokus tekisligida joylashgan ekranga qaratiladi. Natijada, rasmda ko'rsatilganidek, gorizontal chiziqlar interferentsiya naqshidir. Bunday holda, sinishi ko'rsatkichlari n 1 (o'rganilayotgan gaz bo'lgan hujayra) va n 2 (undagi optik nurlanishning ma'lum boshqariladigan fazali siljishiga ega bo'lgan faza almashinuvi kompensatori) bo'lgan qo'shimcha ob'ektlar bo'lmasa, nol maksimal. interferentsiya sxemasi tizim o'qida yotadi. Nol maksimal - interferentsiya naqshini tashkil etuvchi to'lqinlarning nol yo'l farqi D ga mos keladigan maksimal. Keng polosali nurlanishdan foydalanganda (masalan, tabiiy yorug'lik) uni yuqori tartibli maksimal m dan osongina ajratish mumkin:

D \u003d m l 0,
bu erda l 0 - nurlanish spektrining markaziy to'lqin uzunligi.
Darhaqiqat, u yagona oq rangga ega ekanligini tushunish oson, yuqori tartibli maksimallar esa markazdan turli xil siljishlarda maksimal sharoitlarga erishilganligi sababli "spektrga cho'zilgan". nur spektrining turli to'lqin uzunliklari uchun naqsh.
Agar biz linzalararo bo'shliqda tarqaladigan ikkita nurga (interferometr qo'llari deb ataladigan) o'rganilayotgan gaz n 1 va boshqariladigan optik kechikish n 2 bo'lgan L uzunlikdagi hujayrani (masalan, gaz bilan bir xil hujayra) kiritadigan bo'lsak. Sinishi indeksi bosimga bog'liqligi ma'lum) , keyin nurlar qo'shimcha yo'l farqini oladi:
D 1 \u003d L (n 2 -n 1).
Shunday qilib, interferentsiya naqshining nol chekkasi siljiydi va maydon markazi rangga ega bo'ladi.
"Rasmni o'z joyiga qaytarish" uchun o'rganilayotgan gaz va mos yozuvlar gazining sinishi ko'rsatkichlarini ikkita kyuvetada tenglashtirish kerak, bu ikkinchisining bosimini o'zgartirish orqali erishiladi. Natijada, nol "oq" diapazonning markaziyligini tiklab (va buni yuqori aniqlik bilan, bandning 1/40 qismi, D m Ј 1/40 tartibida bajarish mumkin), biz to'g'risida aniq ma'lumotga ega bo'lamiz. o'rganilayotgan gazning sindirish ko'rsatkichi. Rayleigh interferometrining sxemasiga muvofiq ishlab chiqarilgan haqiqiy asboblar sinishi indeksidagi farqlarni formula bo'yicha birlikdan o'lchash imkonini beradi:
(n-1)= l 0 D m/L » 10 -8 .
Vaqt
Boshlanish vaqti (-8 dan -7 gacha kiring);
Hayot muddati (log tc -7 dan 15 gacha);
Degradatsiya vaqti (log td -8 dan -7 gacha);
Optimal rivojlanish vaqti (log tk -6 dan -5 gacha).