1.Физические основы интерферометрии и реализации современной единицы длины – метра.

Явление взаимод-я двух или нескольких волн с образованием результирующей волны с амплитудой, зависящей от соотношения между этих волн, наз.интерференцией. Взаи-ть могут только когерентные волны,т.е.имеющие одинаковую частоту и постоянную во времени разность фаз.Явление интерференции имеет большое значение в применении для метрологических измерений оптических приборов-интерферометров. Для получения когерентных световых волн применяют методразделения волны от одного источника излучения на две части, которые накладываются друг на друга после прохождения искусственно оптических путей разной длины.Эти пути получают с помощью освещения монохроматическим светом зеркал и бипризмы Френеля, использования наклонных плоскопараллельных пластинок, пластинок переменной толщины в виде колец, колец Ньютона, прозрачных пленок. На рис.представлена схема интер-а Майкельсона, который с Морли обосновали возможность сопоставления метра с длиной волны светового излучения с помощью интерфер-а. Такое сопоставление означало определение числа длин волн света, укладывающихся на эталоне длины,те.на 1м.В схеме пучок света от возможно более монохроматического источника Q расщепляется делителем S (полупрозрачное зеркало) на два пучка, один из которых отражается затем от зеркала S1, а другой –от зеркала S2.Эти два пучка объединяются затем в один пучок. Мнимое изображение зеркала S1 на плече S2 находится в положении S’1. В положении В имеет место минимум интерференции, если расстояние 2d равно половине целого кратного значения используемой длины волны. Путем подсчета смены минимумов и максимумов при перемещении зеркала можно произвести калибровку линейного перемещения торца микрометрического винта М в длинах волн.

где S-полупрозрачное зеркало, S1,S2-зеркала, S’1-мнимое изобр-е зеркала S1, S’-корректирующая стеклянная пластина,Q-источник монохроматиечского света, М-микрометрический винт, В-положение фотодиода, d-длина когерентности(возможный сдвиг зеркала).

Позднее были разработаны и исполь-сь различные схемы интерфе-ов, а также источники монохро-го света.Выбор той или иной линии спектра основывается на изучении спектральных термов, т.е. схемы энергетических уровней атомов.Каждая линия в спектре соотв-ет излучению с опред-й длиной волны.Теоретически длина волны любого излучения атома может быть использована для точного определения единицы длины, т.к. является константой.Исследование термов явл.специальной задачей и явл.предпосылкой точного измерения длины.В настоящее время эталон длины –на основе пути,пройденного светом в вакууме за 1/299792458 с. Гос.первичный эталон для воспроизведения метра состоит из комплекса аппаратуры измерения частоты излучения и длины волны распространяющегося в вакууме излучения и включает в себя источник света (гелиево-неоновый лазер), эталонный интерферометр с фотоэлектрическим микроскопом и эталонный спектограф.

*Метр был впервые введён во Франции в XVIII веке и имел первоначально два конкурирующих определения:

-как длина маятника с полупериодом качания на широте 45°, равным 1 с (в современных единицах эта длина равна м). -как одна сорокамиллионная часть Парижского меридиана (то есть одна десятимиллионная часть расстояния от северного полюса до экватора по поверхности земного эллипсоида на долготе Парижа). Интересно, что в современных единицах это метра. Идея привязать единицу измерения длины к меридиану была не нова: аналогичным образом ранее были определены морская миля и лье.