2018-02-10
Интерферометр Рэлея используется для точного измерения показателя преломления газов. Для этого на пути одного из интерферирующих лучей ставится кювета Г прямоугольной формы и длиной $L = 10 см$ с исследуемым газом, а на пути другого — компенсатор К, с помощью которого добиваются, чтобы в центре плоскости наблюдения Р разность хода между лучами равнялась нулю (рис.). Чему равен показатель преломления газообразного азота, если после замены в кювете воздуха на азот интерференционная картинка сместилась ровно на одну полосу в сторону, соответствующую увеличению показателя преломления? Показатель преломления воздуха $n_{в} = 1,000292$. Измерения проводились на длине волны $\lambda = 500 нм$.
Решение:
В среде с показателе
преломления $n$ длина волны становится в $n$ раз меньше, т. е. в воздухе $\lambda_{в} = \frac{ \lambda}{ n_{в} }$, а в азоте $\lambda_{a} = \frac{ \lambda}{ n_{а} }$, где $\lambda$ — длина волны в вакууме. На длине кюветы $L$ укладывается число длин волн: для воздуха $N_{в} = L/ \lambda_{в} = Ln_{в} / \lambda$; для азота $N_{a} = Ln_{a}/ \lambda$. При замене воздуха на азот $N_{a} - N_{в} = 1, Ln_{a} - Ln_{в} = \lambda$, откуда $n_{a} = n_{в} + \lambda/L = 1,000297$.