WO.2 · Optical instruments, path differences and refraction

תא גז ביד אחת של אינטרפרומטר מיכלסון עובר פעמיים. ספירה רק מעבר אחד מחצית את השינוי במקדם שבירה המוסק.

תנאי קדם: 3, 33.

• חשב הגדלת טלסקופ ויכולת פירוק של רשת
• קשר ספירות פריזות של מיכלסון לשינויים במסלול אופטי דו-מעברי
• סמן נורמליות לפני יישום חוק סנל וחוק ההחזרה

לטלוסקופ אסטרונומי אידיאלי המכוון לצפייה רגועה באינסוף, העדשה האובייקטיבית יוצרת תמונה במישור המוקד שלה והעדשת העין מקבילה את האור היוצא. מרחק עדשות הוא f_objective+f_eyepiece; הגדלת זווית מוחלטת היא f_objective/f_eyepiece. הטלוסקופ הסטנדרטי בעל שתי עדשות מתכנסות מייצר תמונה הפוכה, המיוצגת על ידי הגדלת זווית חתומה שלילית תחת קונבנציה אחידה. מרחק תמונה סופי מוגבל משנה את מרחק העדשות; אל תשתמש בכוונון לאינסוף ללא בדיקת התנאי.

עוצמת פירוק R=λ/Δλ מתארת את ההפרש האורכי הקטן ביותר הנבדל בסביבת λ. עבור גריד פיזור אידיאלי בסדר m עם N חריצים מאירים, R=mN. זוהי קריטריון לפירוק, ולא פשוט נוסחת המיקום הזוויתי d sinθ=mλ. הגדלת מספר החריצים המוארים מחדה את שיאי הראשיים; הגדלת מרווח בין חריצים משנה בעיקר את מיקוםם הזוויתי. מדידת λ=600 nm ו-Δλ=3 nm נותנת R=200, ללא קשר להמרה למטרים כי היחס משתמש ביחידות תואמות.

התאבכות מייכלסון תלויה בהפרש המסלול האופטי בין הזרועות. אם זרוע אחת מכילה תא גז באורך גיאומטרי L והמדד השבור משתנה מ-n ל-1 בעת שאיבת אוויר, מעבר כפול משנה את המסלול ב-2L(n−1). אם N פסי התאבכות עוברים, הגודל של השינוי הוא Nλ, ולכן n−1=Nλ/(2L). עבור מראה נעה במקום זאת, הסטה Δx גורמת לשינוי מסלול ב-2Δx. פסי התאבכות סופרים מחזורי פאזה; פס אחד שווה לאורך גל אופטי אחד, ולא לאורך גל של תנועת המראה.

חוק סנל n1 sinθ1=n2 sinθ2 משתמש בזוויות ביחס לניצב המקומי של הפני השטח. ההשתקפות כוללת זוויות כניסה ויציאה שוות ביחס לניצב אותו. בבלוק מלבני, הניצבים של פנים שכונות מאונכים זה לזה: זווית פגיעה שנמדדת מהניצב האחד היא משלימה לזווית אות קרן זהה ביחס לניצב השני. יש לשרטט את הקרן ואת הניצבים לפני ההצבה. עבור פגיעה ממדד n לתוך אוויר, התאבכות פנימית מוחלטת מתרחשת רק כאשר sinθ>1/n; שוויון הוא המקרה הקריטי של זווית חריצה. קרן שתוארה כחלקית שבירה חייבת לענות על תנאי ההעברה.

אינטרפרומטר מייכלסון שולח אור פעמיים דרך תא גז באורך L. שאיבת אוויר משנה את המסלול ב-$2L(n-1)$. N פסים מקבילים לשינוי מסלול ב-$N\lambda$.

השתמשו בדרכה אופטית, לא רק במרחק גיאומטרי. זוויות שבירה נמדדות מהנורמל של המשטח בפועל, וסיכום אורכי מוקד בטלסקופ מניח תמונה סופית באינסוף.

כוח פירוק: אורך גל חלקי למרווח אורך הגל הקטן ביותר שניתן לפרד.

אורך מסלול אופטי: המסלול הגיאומטרי המשוקל במדד השבירה לאורך הקרן.