Интерферометр Жамена
Интерферо́метр Жаме́на, двухлучевой оптический интерферометр, предназначенный для измерения показателя преломления жидкостей и газов. Был сконструирован Ж. Жаменом в 1856 г. В основе работы интерферометра лежит пространственное разделение пучка света с помощью какого-либо устройства для получения двух или более взаимно когерентных лучей, которые проходят различные оптические пути, а затем сводятся вместе, и наблюдается результат их интерференции. В интерферометре Жамена когерентные пучки получаются в результате отражения от двух поверхностей плоскопараллельной пластинки.
Интерферометр Жамена состоит из двух одинаковых плоскопараллельных толстых стеклянных пластин и (рис.). Задние поверхности пластин посеребрены. Пучок света от источника падает под углом, близким к 45°, на пластину . В результате отражения от передней и задней поверхностей пластины возникают два параллельных пучка, каждый из которых, в свою очередь, раздваивается при отражении от двух поверхностей пластины . Средние пучки 1 и 2 при наложении друг на друга образуют интерференционную картину в фокальной плоскости зрительной трубы . Разность хода между ними , где – толщина пластин из материала с показателем преломления и – углы падения на поверхности пластин и ; и – соответствующие углы преломления. Если пластины строго параллельны, то и ; поле зрения будет равномерно освещённым. При юстировке одну из пластин слегка наклоняют и в установленной на бесконечность зрительной трубе видны эквидистантные интерференционные полосы. Если на пути интерферирующих пучков поместить кюветы и с веществами с известным и неизвестным показателями преломления, то оптическая разность хода изменится и интерференционная картина сместится на ( – длина кюветы). Это позволяет определить неизвестный показатель преломления . Точность измерения показателя преломления может достигать 10−7.
Интерферометр Жамена обладает рядом недостатков (сложность работы в УФ-области, сложность в изготовлении толстых пластин одинаковой толщины; кроме того, при изменении температуры толстые пластины медленно приходят в состояние теплового равновесия и изменение их толщины вследствие линейного теплового расширения приводит к смещению интерференционной картины), которые позднее были устранены в интерферометрах Рэлея, Рождественского и Маха – Цендера.
С помощью интерферометра Жамена проводят количественный анализ газовых смесей, определяют концентрацию некоторых газообразных примесей, например концентрацию примесей в воздухе; концентрацию метана и в воздухе шахт, т. к. показатель преломления зависит от природы газа.