Интерферометр Жамена

Интерферо́метр Жаме́на (интерференционный рефрактометр) — двухлучевой интерферометр, использовавшийся для измерения малых показателей преломления газов, предложенный Жюлем Жаменом в 1856 году.

Устройство

В интерферометре Жамена свет проходит через две одинаковые плоскопараллельные стеклянные пластины толщиной не менее 20 мм. Они устанавливаются под углом в 45° к линии, которая соединяет их центры и поворачиваются с помощью винтов относительно вертикальной и горизонтальной осей для изменения ширины интерференционных полос. При падении пучка света на первую пластину, он частично отражается от её внешней и внутренней поверхностей, расщепляясь на два луча. При этом расстояние между лучами зависит от толщины пластины. Интерференция возникает после отражения от второй пластины между лучами, каждый из которых испытал по одному отражению от разных поверхностей пластин. Разница хода между ними составляет

$\Delta = 2dn(\cos\phi - \cos\psi),$

где $d$ — толщина пластин, $n$ — их показатель преломления относительно окружающей среды, $\phi$ и $\psi$ — углы преломления в них. Так как разность хода между лучами очень велика, интерференция в белом свете не наблюдается.

Применение

От толщины пластин зависит расстояние между лучами, интерференция которых изучается. Её делают достаточной для помещения на пути лучей кювет с газами. Если показатели преломления исследуемых газов равны n₁ и n₂, длина кювет $\ell$, смещение полос при внесении разных газов в кюветы m, а длина волны $\lambda$, то разница показателей преломления будет равна

$\Delta n = n_2 - n_1 = \frac{m\lambda}{\ell}.$

На практике типичные значения $\Delta n$, доступные для измерения, составляют по порядку величины 10⁻⁶.

Недостатки и модификации

Основными недостатками интерферометра Жамена является сложность работы в ультрафиолетовом диапазоне, требующая специальных пластин из кварца или флюорита и сложность изготовления одинаковых пластин толще 5 см. При этом толстые пластины очень медленно приходят в состояние теплового равновесия, нагреваясь во время эксперимента, и интерференционная картина при этом смещается. Недостатки интерферометра Жамена были позднее устранены в интерферометрах Рождественского и Маха — Цендера. Сам интерферометр Жамена со временем был заменён интерферометром Рэлея.

Литература

• Сивухин Д. В. Оптика // Общий курс физики. — 3-е изд., стереот. — М.: Физматлит, 2005. — Т. 4. — С. 249—256. — 792 с. — ISBN 5-9221-0228-1
• Max Born, Вольф, Эмиль (англ. Emil Wolf) Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light. — 7th. — CUP Archive, 2000. — P. 341—346. — 986 p. — ISBN 9780521784498

Ссылки

• Интерферометр Жамена — статья из Физической энциклопедии