Файл: Вакуленко М. О., Вакуленко О. В. Тлумачний словник із фізики..pdf

відстанню і проміжком часу, що розділяє дві події. З математичного боку і. ч. є "відстань" між двома подіями у чотиривимірному просторі-часі.

ІНТЕРФЕРЕНЦІЯ́ (рос. интерференция; англ. interference; від лат. іnter – взаємно, між собою і ferіo – ударяю, уражаю) – букв. накладання, налягання.

і. поляризованих́ променів́ (рос. интерференция поляризованных лучей; англ. polarized beam interference) – явище, що виникає при складанні

радиоволн; англ. radio wave interference)

– явище, яке виникає при додаванні полів Eі(r,t), і = 1, 2, … декількох радіохвиль і полягає в тому, що розподіл результовної інтенсивності радіовипромінювання в просторі та в часі залежить не тільки від амплітуд Аі цих хвиль, але й від співвідношення між

їх фазами ϕі, частотами ωі та поляризаціями. При цьому, як правило, йдеться про інтенсивність I (r, t), усереднену за час t >> ωі-1. Наприклад, для двох радіохвиль I (r, t) пропорційна

A12 + A22 + 2A1А2cos[(ω1 – ω2)t –

–(ϕ1 – ϕ2)]cosψ,

230

де ψ – кут між векторами Е1 і Е2.

і. світла́ (рос. интерференция света; англ. light interference, optical interference) – просторовий перерозподіл енергії світлового випромінювання при накладанні двох або декількох світлових хвиль, окремий випадок загального явища інтерференції хвиль. Стаціонарна і. с. виникає за наявності когерентності хвиль, які накладаються; при накладанні двох когерентних гармонічних хвиль інтенсивність І вислідної хвилі пов'язана з інтенсивностями І1 та І2 хвиль, що cкладаються, співвідношенням І = І1 + І2

+ 2(І1І2)1/2cosϕ, де ϕ – різниця фаз хвиль у точці спостереження. До нестаціонарної і. с. належать світлові биття, які спостерігаються при накладанні світлових хвиль різних частот.

і. станів́ (рос. интерференция состояний; англ. state interference) – наявність фазової кореляції між базисними станами квантової системи, описуваної суперпозицією цих станів. Відповідно до принципу суперпозиції,

системи, ψп(t) – власні (базисні) стани якого–небудь оператора, наприклад, гамільтоніана. Формальною ознакою і. с. є відмінність від нуля усередненого за

ансамблем частинок добутку < CnC*k >

комплексних коефіцієнтів розкладу хвильової функції ψ(t).

і. хвиль (рос. интерференция волн; англ. wave interference) – взаємне підсилення або послаблення двох (або більшого числа) хвиль при їхньому накладанні одна на одну і одночасному поширенні у просторі. Зазвичай під інтерференційним ефектом розуміють різницю результовної інтенсивності хвильового поля від суми інтенсивностей вихідних хвиль. І. х. – одна з основних властивостей хвиль будь-якої природи. Розрахунок і. х. у лінійних середовищах заснований на принципі суперпозиції.

Найпростіший випадок і. х. – складання двох гармонічних хвиль однакової частоти при збігові напрямку (поляризації) коливань хвиль, що складаються. У цьому випадку амплітуда А вислідної хвилі в будь-якій точці простору пов'язана с амплітудами А1 та А2 хвиль, що

складаються, і різницею фаз ϕ між ними в цій точці співвідношенням

A2 = A12 + A22 + 2A1A2cosϕ. Якщо хвилі є когерентними, то різниця фаз ϕ залишається незмінною в даній точці, але може змінюватись від точки до точки, і в просторі утворюється деякий розподіл інтенсивності А2 результовної хвилі з чергуванням максимумів і

мінімумів відповідно при ϕ = 2πn і ϕ = 2π(n + 1/2), де n – ціле число.

ІНТЕРФЕРОМЕТР́ , -а (рос. интерферометр; англ. interferometer) – вимірювальний прилад, заснований на явищі інтерференції хвиль. Відповідно до природи хвиль, існують і. акустичні для звукових хвиль та і. для електромагнітних хвиль. До останніх належать оптичний і. і радіоінтерферометр. Оптичні і. застосовуються для вимірювання довжин хвиль спектральних ліній і їх структури, показників заламу прозорих середовищ, абсолютних і відносних довжин об'єктів, для контролю якості оптичних деталей і їхніх поверхонь і т. д. В основі оптичних і. лежить просторове розділення пучків світла за допомогою того або іншого пристрою з метою одержання двох або більше взаємно когерентних променів, що проходять різні оптичні шляхи, а потім зводяться разом, і спостерігається результат їхньої інтерфе-ренції (див. також інтерферометр́ Майкельсона,́ інтерферометр́ Жамена́).

і. атомний́ (рос. интерферометр атомный; англ. atomic interferometer) – прилад, що дозволяє спостерігати стаціонарну картину інтерференції двох зсунутих за фазою компонентів будь-

231

якого стану атома. У принципі, такий пристрій аналогічний звичайному двопроменовому інтерферометру. Одним із прикладів застосування і. а. є вимірювання лембівського зсуву в атомі водню.

і. Жамена́ [рефрактометр́ інтерференційний́ ] (рос. интерферометр

Жамена, рефрактометр интерференционный; англ. Jamin interferometer, interference refractometer) – інтерферометр для вимірювання показників заламу газів і рідин, а також для визначення концентрації домішки в повітрі. І. Ж. складається з двох однакових товстих плоскопаралельних пластинок зі скла, встановлених майже паралельно одна одній. Пучок світла падає на першу

пластинку під кутом, близьким до 45°.

Кожен промінь пучка після відбивання на поверхнях пластинки розділяється на 2 когерентних промені, які йдуть на деякій відстані один від одного. На шляху кожного з них встановлюють кювети однакової довжини l із досліджуваними речовинами, показники заламу яких n1 і n2, в результаті чого між променями виникає додаткова різниця ходу

n1 n2 l nl . Після відбивання від поверхонь другої пластини ці промені

інтерференційних смуг визначають ;

вимірювання δn в і. Ж. може досягати 6–

го десяткового знака.

і. зоряний́ (рос. интерферометр звёздный; англ. stellar interferometer) – інтерферометр для вимірювання кутових розмірів зірок і кутових відстаней між подвійними зорями. Якщо світло від двох зірок, що містяться на малій кутовій

відстані ϕ одна від одної, потрапляє в

об'єктив телескопа, прикритий щитом із двома паралельними щілинами на відстані D одна від одної, то від кожної

зорі буде отримана дифракційна картина у вигляді дрібних яскравих смужок. Системи смуг від кожного з двох джерел

зміщені на кут ϕ і накладаються одна на одну. Центральна смуга зсунута відносно найближчої смуги своєї системи на кут θ, який визначається умовою Dsіnθ = λ або θ = λ/D. Змінюючи відстань D, а отже і

кут θ, можна домогтися збігу максимумів однієї картини з мінімумами іншої, в результаті чого видимість смуг буде найгіршою. За цих умов шукана кутова

відстань φ = θ/2 = λ/(2D) для даної

довжини хвилі λ визначення ϕ зводиться

до вимірювання відстані D, якій відповідає перше погіршення видимості. Аналогічно визначаються кутові розміри

однієї зірки. Точність вимірювання ϕ тим

більша, чим більша відстань між щілинами на об'єктиві. В і. з. Майкельсона щілини замінені системою дзеркал, яка дозволяє збільшити відстань D між двома пучками і підвищити точність вимірювання кутових відстаней до 0,001''.

і. інтенсивності́ (рос. интерферометр интенсивности; англ. intensity interferometer) – пристрій, у якому вимірюють коефіцієнт кореляції інтенсивності випромінювання, прийнятого в двох різних точках. І. і. дозволяє оцінювати кореляційні функції 4-го порядку і за ними робити висновки про статистику поля.

і. Майкельсона́ (рос. интерферометр Майкельсона; англ. Michelson interferometer) – двопроменевий інтерферометр, у якому паралельний пучок світла з об'єктива вхідного коліматора падає на напівпрозору розділову пластинку П і спрямовується до двох дзеркал – еталонної Е та контрольованої К пластинок; після відбивання від дзеркал-пластинок обидва когерентних пучки знову з'єднуються розділовою пластинкою П, спрямовуються в об'єктив вихідного коліматора та інтерферують. Е і К

232

орієнтовані таким чином, щоб контрольована поверхня К і уявне зображення еталонної поверхні Е в розділовій пластинці утворювали невеликий повітряний клин. При інтерференції спостерігаються смуги однакової товщини, локалізовані в площині клина, максимуми інтенсивності яких

визначаються з умови = 2 d = τλ, де d – товщина повітряного клина в його середній частині (на оптичній осі), τ –

ціле число, λ – довжина хвилі світла.

Якщо контрольована поверхня є ідеально плоскою, смуги мають вигляд рівновіддалених прямих, паралельних ребру клина. Якщо ж на ній існують дефекти (заглибини або виступи), то в області дефектів спостерігаються відхили смуг від прямолінійності; за відносною величиною відхилення визначають глибину (або висоту) дефекта. І. М. використовується у фізичних дослідах і технічних вимірювальних приладах для вимірювання довжин, зсувів, дослідження якості оптичних деталей і т. п. І. М. застосовується також як спектральний прилад високої роздільної спроможності (див. також Фур'є-спектрометр́ ).

і. Маха́ –Цендера́ (рос. интерферометр Маха–Цендера; англ. Mach–Zehnder interferometer) – див. інтерферометр́ Рождественського́ .

і. Релея́ (рос. интерферометр Рэлея; англ. Rayleigh interferometer) – інтерферометр для вимірювання показника заламу, заснований на явищі дифракції світла на двох паралельних щілинах. Яскраво освітлена вузька щілина, розташована у фокусній площині об'єктива О1, дає паралельний пучок променів, що проходить діафрагму з двома паралельними щілинами та 2 трубки, заповнені досліджуваними газами або рідинами, і потрапляє в об'єктив О2 зорової труби. Трубки мають однакові довжини і займають лише верхню частину простору між О1 і О2. В результаті інтерференції світла, яке дифрагує на щілинах, у фокусній

площині О2 утворюються 2 системи інтерференційних смуг – верхня, утворена променями, що йдуть через трубки, і нижня, утворена променями, що йдуть повз трубки. Залежно від різниці показників заламу n1 і n2 речовин, поміщених у трубки, верхня система смуг буде зміщена в той або інший бік відносно нижньої. Вимірюючи величину зміщення, визначають різницю n1 – n2. За допомогою і. Р. досягається точність вимірювання до 7-го і навіть 8-го

Цендера–Маха; англ. Rozhdestvenskij interferometer, Mach–Zehnder interferometer) – двопроменевий інтерферометр, у якому два когерентних пучки світла отримують розщепленням первинного пучка напівпрозорою пластиною; вони проходять еталонний і контрольований проміжки, а потім зводяться двома плоскими дзеркалами на другій напівпрозорій пластині і дають інтерференційну картину, локалізовану на нескінченності (або у фокусній площині об'єктива). Перевага і. Р. порівняно з інтерферометрами Релея і Жамена полягає у великій відстані між гілками інтерферометра, що дозволяє вносити в пучки променів досить великі об'єкти. І. Р. використовується як чутливий рефрактометр головним чином

интерферометр ультразвуковой; англ. ultrasonic interferometer) – прилад для вимірювання фазової швидкості с і

коефіцієнта поглинання α УЗ, принцип дії якого заснований на інтерференції акустичних хвиль. Типовий і. у. являє собою акустичну камеру з досліджуваним середовищем, у якій

233

п'єзоелектричним перетворювачем збуджуються УЗ хвилі; на деякій відстані l від нього розташований плоский рефлектор, від якого відбивається УЗ хвиля і який може переміщуватись уздовж напрямку поширення УЗ. Реакція перетворювача на акустичне навантаження визначається за величиною електричної напруги U на ньому. Шукана

швидкість УЗ дорівнює с = λf, де λ вимірюється за інтервалами кривої реакції, тобто U(l), а α може бути

знайдений за спадом екстремумів кривої реакції із збільшенням l (f – частота УЗ).

і. Фабрі́–Перо ́(рос. интерферометр Фабри–Перо; англ. Fabry–Perot interferometer) – багатопроменевий інтерференційний спектральний прилад високої роздільної спроможності. Складається з двох скляних або кварцових пластинок, поверхні яких, повернуті одна до одної, паралельні, вкриті дзеркальним покриттям і містяться на відстані d одна від одної. Паралельний пучок світла, що падає на і. Ф.–П., в результаті багаторазового відбивання від дзеркал утворює велику кількість паралельних когерентних

2ndcosθ між сусідніми пучками, але різної інтенсивності (n – показник заламу середовища між дзеркалами, θ – кут між

променем і нормаллю до дзеркал). У результаті багатопроменевої інтерференції у фокусній площині об'єктива утворюється інтерференційна картина, яка має форму концентричних кілець з максимумами, положення яких

визначається умовою = kλ (k – ціле число), тобто залежить від довжини хвилі. Тому і. Ф.–П. розкладає складне