Michelsonův vlak

Michelsonův ešalon je spektrální zařízení, což je stoh skleněných nebo křemenných desek stejné tloušťky, složených ve formě „schodů“ na optickém kontaktu – tak, že jejich konce tvoří „žebřík“ se schody stejné výšky. Postaven americkým fyzikem Albertem Michelsonem v roce 1898 [1] .

Struktura

Michelsonův echelon je vícepaprskový spektrální přístroj s vysokým rozlišením, který se skládá ze sady planparalelních skleněných nebo křemenných desek stejné tloušťky. Jsou instalovány na optickém kontaktu tak, aby tvořily improvizované schodiště. Přesnost výroby rovin desek, jejich rovnoběžnost a tloušťka musí být řádově . Tloušťka desek může být asi 5 až 10 mm i méně, počet desek se pohybuje od 25 do 30. Způsob tvorby koherentních paprsků a optické schéma jsou stejné jako u difrakční mřížky [2] .

Jak to funguje

Paralelní paprsek světla dopadající na vrstvu je rozdělen do několika paprsků (v závislosti na počtu desek), procházejících různými cestami v materiálu desek (v průhledných vrstvách) nebo ve vzduchu (při odrazu od schodů pokrytých zrcadlová vrstva v reflexních vrstvách). Optická dráha světla ve skle je 1,5krát větší než jeho stejná geometrická dráha ve vzduchu (s indexem lomu 1,5 ve skle) [1] . Nosníky M a N, které narazí na sousední stupně, vycházejí s rozdílem dráhy , kde d je tloušťka desky [1] .

Při získávání dráhového rozdílu se paprsky vzájemně ruší podobně jako interference v difrakční mřížce, avšak dráhový rozdíl ve vrstvě je tisíce až desetitisíce vlnových délek světla (lze pozorovat spektra tisícového řádu v echelon, zatímco v konvenční difrakční mřížce - spektra s řádově ne větším než 10) [1] , a počet paprsků nepřesahuje 30-40. Takže při aplikaci obvyklých podmínek na rozdíly drah pro získání světelného pásu podél normály , vezmeme-li vlnové údolí λ = 0,5 μm a tloušťku d = 1 mm, získá se m = 1000. malá plocha disperze. Takže s 30 deskami o tloušťce 10 mm, indexu lomu n = 1,5 a vlnové délce 500 nm, bude pracovní řád spektra 10 000, ale disperzní oblast bude pouze 5 × 10-2 nm, což je značná nevýhoda a vyžaduje předběžný vysoký stupeň monochromatizace studovaného spektra [2] .

Michelson Echelon se používá jako spektroskop, má vysoké rozlišení a je vhodný pro analýzu úzkých úseků spektra (1-2 x 10 -11 m). Do něj je nasměrováno předem monochromatizované světlo, které „vyřízne“ úzký spektrální interval v záření pro analýzu v echelonu. Ke studiu ultrafialových a infračervených paprsků se používají reflexní vrstvy, jejichž rozlišovací schopnost je 4x vyšší než u průhledných. Na schody takových vrstev se nanášejí reflexní povlaky a práce se provádějí v odraženém světle, avšak obtížnost výroby reflexních vrstev omezuje jejich použití [2] . Echelony umožňují rozkládat extrémně blízké skupiny spektrálních čar, ale při vysokém řádu získaných spekter dochází k překryvu sousedních spekter. V důsledku toho se stupňovité mřížky používají výhradně pro analýzu „hyperjemné struktury“ jednotlivých spektrálních čar [3] .

Poznámky

1. ↑ 1 2 3 4 5 Putilov, Fabrikant, 1963 , str. 120.
2. ↑ 1 2 3 Encyklopedie fyziky a techniky. michelsonský echelon
3. ↑ Putilov, Fabrikant, 1963 , str. 120-121.

Literatura

• Velká sovětská encyklopedie  : [ve 30 svazcích]  / kap. vyd. A. M. Prochorov . - 3. vyd. - M  .: Sovětská encyklopedie, 1969-1978.
• F. A. Korolev, Spektroskopie s vysokým rozlišením, M., 1953.
• Putilov K.A., Fabrikant V.A. Kurz fyziky. - Moskva, 1963. - T. III. Optika, atomová fyzika, jaderná fyzika. — 634 s.
• Tolansky S., Spektroskopie s vysokým rozlišením, přel. z angličtiny, M., 1955.

Slovníky a encyklopedie	Velký sovět (1 ed.)