Методы и средства изучения физико-химических явлений и процессов. Мышкин В.Ф - 40 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

В методе ножа и щели (рис. 1.1, 6) исследуемый объект проецируется на
экран. Роль просвечивающего источника в этом случае играет щель S. Объек-
тивы L
1
и L
2
строят изображение щели в плоскости N, где помещается нож,
который в отсутствие неоднородности полностью или частично перекрывает
изображение щели. Отклонение лучей в среде приводит к смещению изобра-
жения щели и изменению освещенности участков изображения объекта.
Освещенность экрана возрастает пропорционально угловому отклонению
луча ε
х
в направлении, перпендикулярно кромке ножа. Угол отклонения ε
х
пропорционален градиенту показателя преломления дп(х, у, z)/dx, проинте-
грированному по линии наблюдения. Изменение освещенности экрана
( )
2
1
,,
z
z
x
dz
x
zyxn
I
ε
(1.2)
Исследуя распределение освещенности на экране, можно получить ин-
формацию о второй (метод светящейся точки) или о первой (метод ножа и
щели) производной показателя преломления. В соответствии с этим теневые
методы наиболее удобны для визуализации резких скачков показателя пре-
ломления, когда значения д
2
п/dx
2
и дп/dx велики (ударные волны).
Путем двухкратного или однократного интегрирования можно перейти от
д
г
п/дх
2
и дп/дх к абсолютным значениям показателя преломления (вернее, оп-
тической толщины объекта в направлении наблюдения).
Интенсивное собственное излучение плазмы уменьшает контраст теневой
картины и искажает распределение освещенности на экране, что затрудняет
количественную обработку теневых картин.
Интерферометрические методы исследования фазовых неоднородно-
стей наиболее точными, которые можно разделить на две группы: 1) с визуа-
лизацией поля и 2) c фотоэлектрической регистрацией.
Для интерференционных схем с визуализацией поля используются двух-
лучевые интерферометры Майкельсона, Жамена, Маха-Цандера, Рожде-
ственского. Осуществляется амплитудное деление исходного светового пуч-
ка на два когерентных пучка, распространяющихся в двух разделенных в
пространстве плечах. Эти пучки совмещаются и образуют интерференцион-
ную картину, пространственная частота ν
пp
полос в которой определяется уг-
лом α между интерферирующими пучками с длиной волны λ:
( )
λ
α
ν
2/sin2
1
==
d
пр
. (2.1)
Здесь d - расстояние между максимумами двух соседних полос.
Распределение интенсивности в интерференционной картине, образую-
щейся в двулучевом интерферометре, имеет вид
I = I
cp
(1 + p cosδ), (2.2)
где I
ср
= I
1
+ I
2
(I
1
, I
2
- интенсивности волн); δ - разность фаз; р - контраст ин-
терференционных полос, определяемый отношением интенсивностей интер-
ферирующих пучков m=I
1
/I
2
и функцией их взаимной когерентности γ
1, 2
40