Измерение разности длин волн двух близких линий ртутного спектра

Интерференционная картина, полученная от двух спектральных линий, близких по длине волны, отличается следующей особенностью. Интерференционные полосы в такой картине, по мере изменения разности хода между интерферирующими лучами, становятся то более, то менее четкими.

Эта картина периодических пространственных "биений" есть результат суперпозиции двух интерференционных картин, с несколько различными пространственными периодами. Ее удобно использовать для измерения по так называемому методу совпадений разности длин волн, создающих интерференционную картину перемежающейся четкости.

1. Получить с помощью монохроматора интерференционную картину в желтом свете ртутной лампы.
2. Измерить несколько раз по индикатору перемещения L зеркала З₂, соответствующие появлению в поле зрения окуляра 11 областей "смазывания" интерференционной картины. По найденному перемещению зеркала найти d = L/10.
3. Найти разность Dl длин волн двух желтых линий спектра ртути, пользуясь соотношением Dl = l²_cp/2d, где l_ср = (l₁ + l₂)/2 = 5780 Аngstrem. Приведенное соотношение для расчета Dl при условии l₂-l₁<<l легко получить из следующих соображений. Пусть при разности длин плеч интерферометра d₁ мы наблюдаем интерференционный максимум порядка k₁ для спектральной линии с длиной волны l₁. Тогда, очевидно,

   С другой стороны, если эта же разность хода 2d1 соответствует интерференционному минимуму для спектральной линии с длиной волны l₂, то

   2d1=k1l2-l2/2

   (2)

   Одновременное выполнение соотношений (1) и (2) будет условием получения первого "смазывания" интерференционной картины. Следующее (по ходу перемещения зеркала З₂) "смазывание" интерференционной картины будет наблюдаться при такой разности длин плеч интерферометра d₂, когда (3) и (4) Совместное решение уравнений (1) - (4) дает где l_ср = (l₁ + l₂)/2 и d - перемещение подвижного зеркала, необходимое для перехода от наблюдений одного случая "смазывания" интерференционной картины к смежному случаю. Аналогично (1) - (4) и, конечно, с тем же окончательным результатом для Dl можно написать условие для наблюдения периодически появляющихся (при изменениях разности хода лучей в интерферометре) контрастных участков интерференционной картины, когда светлые (и, соответственно, темные) полосы, полученные для длин волн l₁ и l₂, совпадают друг с другом. Легко видеть, что описанный способ отыскания Dl не требует предварительных точных измерений величины l₁ и l₂ в отдельности.