M.A.H.S.A
08-10-2011, 11:55 AM
انواع دستگاههاي تداخل سنجي :
تداخل سنجی (interferometry) دانش ترکيب دويا چند موج است به نحوی که با بررسی موج حاصل از اين ترکيب بتوان اطلاعاتی در مورد موج‌های ورودی بدست آورد.اساس کار تداخل سنجها بر پايه اصول تداخل نور (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D8%AF%D8%A7%D8%AE%D9%84_%D9%86%D9%88%D8%B1) میباشد. بر اساس اصول تداخلی چنانچه دو منبع نوری همدوس (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%87%D9%85%D8%AF%D9%88%D8%B3) نورشان با يکديگر تداخل کند اين پرتوها با يکديگر برهمنهی نموده و نتيجه اين برهمنهی نواحی تاريک و روشن در فضا خواهند بود. اگر تغييری در محيط انتشار اين دو پرتو يا هرکدام از آنها رخ دهد (مانند تغيير دما (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%AF%D9%85%D8%A7)، فشار (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D8%B4%D8%A7%D8%B1)، طول موج (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%B7%D9%88%D9%84_%D9%85%D9%88%D8%AC) و مانند آن) نقش تداخلی دو پرتو (نواحی تاريک و روشن) تغيير خواهد کرد با ثبت اين تغييرات و اندازه گيری آنها می‌توان به تغييرات روی داده در محيط پی برد.
http://www.akairan.com/images2/maghalat_1/aeimerger.jpg
تداخل سنجها به دو گروه دسته بندی می‌شوند:
1.-تداخل سنج‌های تقسيم جبهه موج
2.-تداخل سنج‌های تقسيم دامنه
1.تداخل سنج شکافنده جبهه موج
در اين نوع از تداخل سنجها جبهه موج اوليه (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%AC%D8%A8%D9%87%D9%87%20%D9%85%D 9%88%D8%AC) شکافته شده و اين جبهه‌ها همچون چشمه امواج ثانويه بکار می‌روند. جبهه‌های امواج ثانويه باهم تداخل کرده و نقش فريزهای تداخلی را بر روی پرده بوجود می‌آورند. آنچه سبب ايجاد تداخل می‌شود اختلاف مسير بين دو پرتو نوری در راه رسيدن به پرده است و اين عاملی است که سبب ايجاد اختلاف فاز بين دو پرتو نوری می‌شود.
http://up.iranblog.com/Files/824d41042ca54cbdab10.jpg
آزمايش يانگ
يک موج تخت تکفام فرضی که شکاف باريک درازی را روشن می‌کند در نظر می‌گيريم. از آن شکاف موجی استوانه‌ای خارج می‌شود، و فرض می‌کنيم که اين موج به نوبه خود روی دو شکاف باريک موازی و نزديک هم بتابد. اين شکافها دو چشمه ثانوی همدوس را تشکيل می‌دهند. هر جا که اموج حاصل از دو شکاف بر روی هم می‌افتد تداخل روی می‌دهد.
آينه دوگانه فرنل
آينه دوگانه فرنل (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A2%D8%B2%D9%85%D8%A7%DB%8C%D8%B 4%20%D8%AF%D9%88%20%D8%A2%DB%8C%D9%86%D9%87%20%D9% 81%D8%B1%D9%86%D9%84) شامل دو آينه تخت نقره اندود (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A2%DB%8C%D9%86%D9%87%20%D8%AA%D 8%AE%D8%AA) است که با زاويه بسيار کوچکی نسبت به هم قرار گرفته‌اند. يک بخش از جبهه موج استوانه‌ای که از شکاف S خارج می‌شود، از آينه اول باز تابيده می‌شود. در حاليکه بخش ديگر جبهه موج از آينه دوم باز می‌تابد. در ناحيه‌ای که دو موج بر هم نهاده می‌شوند، يک ميدان تداخلی در فضا بوجود می‌آید. اختلاف راه نوری بين دو پرتو مثل آزمایش يانگ (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A2%D8%B2%D9%85%D8%A7%DB%8C%D8%B 4%20%D8%AF%D9%88%20%D8%B4%DA%A9%D8%A7%D9%81%20%DB% 8C%D8%A7%D9%86%DA%AF) ، مضرب صحيحی از طول موج (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B7%D9%88%D9%84%20%D9%85%D9%88%D 8%AC) است.
منشور دوگانه فرنل
منشور دوگانه فرنل (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A2%D8%B2%D9%85%D8%A7%DB%8C%D8%B 4%20%D8%AF%D9%88%20%D9%85%D9%86%D8%B4%D9%88%D8%B1% 20%D9%81%D8%B1%D9%86%D9%84) شامل دو منشور نازک است که پايه‌های آنها به هم چسبيده‌اند. يک تک موج استوانه‌ای به دو منشور (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D9%86%D8%B4%D9%88%D8%B1) برخورد می‌کند. بخش بالای جبهه موج به طرف پايين کشيده می‌شود. در حاليکه بخش پايين‌تر به طرف بالا می‌شکند. در ناحيه برهمنهی تداخل رخ می‌دهد.
آينه لويد
اين آينه شامل يک قطعه تخت دی‌الکتريک ويا فلزی است که همچون آينه بکار می‌رود و بخشی از جبهه موج استوانه‌ای ورودی شکاف S از آن بازتابيده می‌شود. بخش ديگر جبهه موج مستقيما از شکاف به پرده می‌تابد. اگر ورقه‌ای نازک از يک ماده شفاف در مسير پرتوهای که مستقيما بسوی پرده حرکت می‌کنند قرار گيرد اين ورقه شفاف اثر فزاينده شمار طول موجها را در هر پرتو مستقيم خواهد داشت.
2.تداخل سنج شکافنده دامنه موج
فرض می‌کنيم که يک موج نوری بر آينه نيم نقره اندودی فرود آيد. بخشی از اين موج از آينه عبور می‌کند و بخش ديگری از آينه منعکس می‌شود. البته دامنه‌های هر دو موج عبوری و بازتابيده ، از موج اصلی کمتر خواهند بود. می‌توان گفت که دامنه شکافته شده است. اگر دو موج جدا شده به نحوی بتوانند دوباره در يک آشکار ساز به هم برسند، تا مادامی که همدوسی اصلی بين اين دو موج از بين نرفته است، تداخل نتيجه خواهد شد.
http://up.iranblog.com/Files/0ef885aa4aa54fd0bbf3.jpg
تداخل سنج مايکلسون
يک چشمه گسترده موجی را گسيل می‌کند. باريکه شکاف موج را دو قسمت می‌کند که قسمتی به سمت راست و قسمت ديگر در امتداد زمينه به راه خود ادامه می‌دهد. اين دو موج بوسيله آينه‌های بازتابيده شده و به باريکه شکاف برگردانده می‌شود. بخشی از موجی که از می‌آيد، از باريکه شکاف به طرف پايين عبور کرده و بخشی از موج گسيلی از بوسيله باريکه شکاف به سمت آشکار ساز منحرف می‌شود. بدين ترتيب دو موج يکی می‌شوند و می‌توان انتظار تداخل را داشت.
تداخل سنج ماخ زنور
اين تداخل سنج از دامنه شکاف و دو آينه کاملا بازتابان تشکيل شده است. دو موج داخل دستگاه در امتداد مسيرهای جداگانه حرکت می‌کنند. اختلاف بين مسيرهای نوری می‌تواند بوسيله کجی ناچيزی در يکی از باريکه شکافها پديد آيد. چون اين دو مسير از هم جدا شده‌اند، به خط کردن تداخل سنج نسبتا مشکل است. وارد کردن يک شی در باريکه ، اختلاف مسير نوری را تغيير می‌دهد، در نتيجه نقش فريزها تغيير خواهد کرد. http://up.iranblog.com/Files/bd00a2be31854b928dd6.jpg
تداخل سنج ساگناک
اين تداخل سنج از چهار بازو تشکيل شده است. جنبه مهم دستگاه اين است که باريکه‌ها دو مسير مشابه ولی در راستاهای مخالف را اختيار می‌کنند و هر دو پيش از آنکه برای تشکيل تداخل باهم متحد شوند، حلقه‌های بسته‌ای را تشکيل می‌دهند. يک جابجايي جزئی اختياری در سمتگيری يکی از آينه‌ها باعث ايجاد اختلاف در طول مسير شده و در نتيجه يک نقش فريز تشکيل خواهد شد.
تداخل سنج چند باريکه‌ای
تداخل سنج چند باريکه‌ایيك تيغه شيشه‌ای است که دو رويه آن اندکی نقره اندود شده باشد. در اين تداخل سنجها نور حاصل از منبع توسط عدسی محدب (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B9%D8%AF%D8%B3%DB%8C%20%D9%85%D 8%AD%D8%AF%D8%A8) موازی می‌شود. دسته پرتوهای موازی به باريکه برخورد کرده و هر پرتو بعد از شکست (قسمتی منعکس) وارد تيغه شيشه‌ای شده ، به سطح مقابل تيغه برخورد می‌کند. بخشی از نور از اين سطح منعکس شده و بخشی دوباره شکست يافته و وارد هوا می‌شود. بخش بازتابی از سطح دوم دوباره به سطح اول برخورد کرده و بخشی از آن منعکس و بخش ديگر دوباره وارد هوا می‌شود. اين عمل چندين بار تکرار می‌شود و شمار بسيار زيادی از پرتوها بازتابش داخلی پيدا خواهند کرد.
تداخل‌سنج فابری پرو
دو شيشه نيم نقره اندود يا آلومينيوم اندود که از نظر نوری تخت هستند، سطوح بازتابنده مرزی را تشکيل می‌دهند. پرتو از طريق تيغه‌ای که بطور جزئی نقره اندود شده است وارد می‌شود و در فاصله بين دو تيغه چندين بار بازتابيده می‌شود. پرتوهای تراگسيليده بوسيله يک عدسی جمع شده و به کانونی روی يک پرده هدايت می‌شوند، که در آنجا باهم تداخل کرده و لکه‌های روشن يا تاريک را تشکيل می‌دهند
http://up.iranblog.com/Files/fa45e1df7ca845e696c0.jpg
تداخل سنجی (interferometry) دانش ترکيب دويا چند موج است به نحوی که با بررسی موج حاصل از اين ترکيب بتوان اطلاعاتی در مورد موج‌های ورودی بدست آورد.اساس کار تداخل سنجها بر پايه اصول تداخل نور (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D8%AF%D8%A7%D8%AE%D9%84_%D9%86%D9%88%D8%B1) میباشد. بر اساس اصول تداخلی چنانچه دو منبع نوری همدوس (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%87%D9%85%D8%AF%D9%88%D8%B3) نورشان با يکديگر تداخل کند اين پرتوها با يکديگر برهمنهی نموده و نتيجه اين برهمنهی نواحی تاريک و روشن در فضا خواهند بود. اگر تغييری در محيط انتشار اين دو پرتو يا هرکدام از آنها رخ دهد (مانند تغيير دما (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%AF%D9%85%D8%A7)، فشار (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D8%B4%D8%A7%D8%B1)، طول موج (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%B7%D9%88%D9%84_%D9%85%D9%88%D8%AC) و مانند آن) نقش تداخلی دو پرتو (نواحی تاريک و روشن) تغيير خواهد کرد با ثبت اين تغييرات و اندازه گيری آنها می‌توان به تغييرات روی داده در محيط پی برد.
http://www.akairan.com/images2/maghalat_1/aeimerger.jpg
تداخل سنجها به دو گروه دسته بندی می‌شوند:
1.-تداخل سنج‌های تقسيم جبهه موج
2.-تداخل سنج‌های تقسيم دامنه
1.تداخل سنج شکافنده جبهه موج
در اين نوع از تداخل سنجها جبهه موج اوليه (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%AC%D8%A8%D9%87%D9%87%20%D9%85%D 9%88%D8%AC) شکافته شده و اين جبهه‌ها همچون چشمه امواج ثانويه بکار می‌روند. جبهه‌های امواج ثانويه باهم تداخل کرده و نقش فريزهای تداخلی را بر روی پرده بوجود می‌آورند. آنچه سبب ايجاد تداخل می‌شود اختلاف مسير بين دو پرتو نوری در راه رسيدن به پرده است و اين عاملی است که سبب ايجاد اختلاف فاز بين دو پرتو نوری می‌شود.
http://up.iranblog.com/Files/824d41042ca54cbdab10.jpg
آزمايش يانگ
يک موج تخت تکفام فرضی که شکاف باريک درازی را روشن می‌کند در نظر می‌گيريم. از آن شکاف موجی استوانه‌ای خارج می‌شود، و فرض می‌کنيم که اين موج به نوبه خود روی دو شکاف باريک موازی و نزديک هم بتابد. اين شکافها دو چشمه ثانوی همدوس را تشکيل می‌دهند. هر جا که اموج حاصل از دو شکاف بر روی هم می‌افتد تداخل روی می‌دهد.
آينه دوگانه فرنل
آينه دوگانه فرنل (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A2%D8%B2%D9%85%D8%A7%DB%8C%D8%B 4%20%D8%AF%D9%88%20%D8%A2%DB%8C%D9%86%D9%87%20%D9% 81%D8%B1%D9%86%D9%84) شامل دو آينه تخت نقره اندود (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A2%DB%8C%D9%86%D9%87%20%D8%AA%D 8%AE%D8%AA) است که با زاويه بسيار کوچکی نسبت به هم قرار گرفته‌اند. يک بخش از جبهه موج استوانه‌ای که از شکاف S خارج می‌شود، از آينه اول باز تابيده می‌شود. در حاليکه بخش ديگر جبهه موج از آينه دوم باز می‌تابد. در ناحيه‌ای که دو موج بر هم نهاده می‌شوند، يک ميدان تداخلی در فضا بوجود می‌آید. اختلاف راه نوری بين دو پرتو مثل آزمایش يانگ (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A2%D8%B2%D9%85%D8%A7%DB%8C%D8%B 4%20%D8%AF%D9%88%20%D8%B4%DA%A9%D8%A7%D9%81%20%DB% 8C%D8%A7%D9%86%DA%AF) ، مضرب صحيحی از طول موج (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B7%D9%88%D9%84%20%D9%85%D9%88%D 8%AC) است.
منشور دوگانه فرنل
منشور دوگانه فرنل (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A2%D8%B2%D9%85%D8%A7%DB%8C%D8%B 4%20%D8%AF%D9%88%20%D9%85%D9%86%D8%B4%D9%88%D8%B1% 20%D9%81%D8%B1%D9%86%D9%84) شامل دو منشور نازک است که پايه‌های آنها به هم چسبيده‌اند. يک تک موج استوانه‌ای به دو منشور (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D9%86%D8%B4%D9%88%D8%B1) برخورد می‌کند. بخش بالای جبهه موج به طرف پايين کشيده می‌شود. در حاليکه بخش پايين‌تر به طرف بالا می‌شکند. در ناحيه برهمنهی تداخل رخ می‌دهد.
آينه لويد
اين آينه شامل يک قطعه تخت دی‌الکتريک ويا فلزی است که همچون آينه بکار می‌رود و بخشی از جبهه موج استوانه‌ای ورودی شکاف S از آن بازتابيده می‌شود. بخش ديگر جبهه موج مستقيما از شکاف به پرده می‌تابد. اگر ورقه‌ای نازک از يک ماده شفاف در مسير پرتوهای که مستقيما بسوی پرده حرکت می‌کنند قرار گيرد اين ورقه شفاف اثر فزاينده شمار طول موجها را در هر پرتو مستقيم خواهد داشت.
2.تداخل سنج شکافنده دامنه موج
فرض می‌کنيم که يک موج نوری بر آينه نيم نقره اندودی فرود آيد. بخشی از اين موج از آينه عبور می‌کند و بخش ديگری از آينه منعکس می‌شود. البته دامنه‌های هر دو موج عبوری و بازتابيده ، از موج اصلی کمتر خواهند بود. می‌توان گفت که دامنه شکافته شده است. اگر دو موج جدا شده به نحوی بتوانند دوباره در يک آشکار ساز به هم برسند، تا مادامی که همدوسی اصلی بين اين دو موج از بين نرفته است، تداخل نتيجه خواهد شد.
http://up.iranblog.com/Files/0ef885aa4aa54fd0bbf3.jpg
تداخل سنج مايکلسون
يک چشمه گسترده موجی را گسيل می‌کند. باريکه شکاف موج را دو قسمت می‌کند که قسمتی به سمت راست و قسمت ديگر در امتداد زمينه به راه خود ادامه می‌دهد. اين دو موج بوسيله آينه‌های بازتابيده شده و به باريکه شکاف برگردانده می‌شود. بخشی از موجی که از می‌آيد، از باريکه شکاف به طرف پايين عبور کرده و بخشی از موج گسيلی از بوسيله باريکه شکاف به سمت آشکار ساز منحرف می‌شود. بدين ترتيب دو موج يکی می‌شوند و می‌توان انتظار تداخل را داشت.
تداخل سنج ماخ زنور
اين تداخل سنج از دامنه شکاف و دو آينه کاملا بازتابان تشکيل شده است. دو موج داخل دستگاه در امتداد مسيرهای جداگانه حرکت می‌کنند. اختلاف بين مسيرهای نوری می‌تواند بوسيله کجی ناچيزی در يکی از باريکه شکافها پديد آيد. چون اين دو مسير از هم جدا شده‌اند، به خط کردن تداخل سنج نسبتا مشکل است. وارد کردن يک شی در باريکه ، اختلاف مسير نوری را تغيير می‌دهد، در نتيجه نقش فريزها تغيير خواهد کرد. http://up.iranblog.com/Files/bd00a2be31854b928dd6.jpg
تداخل سنج ساگناک
اين تداخل سنج از چهار بازو تشکيل شده است. جنبه مهم دستگاه اين است که باريکه‌ها دو مسير مشابه ولی در راستاهای مخالف را اختيار می‌کنند و هر دو پيش از آنکه برای تشکيل تداخل باهم متحد شوند، حلقه‌های بسته‌ای را تشکيل می‌دهند. يک جابجايي جزئی اختياری در سمتگيری يکی از آينه‌ها باعث ايجاد اختلاف در طول مسير شده و در نتيجه يک نقش فريز تشکيل خواهد شد.
تداخل سنج چند باريکه‌ای
تداخل سنج چند باريکه‌ایيك تيغه شيشه‌ای است که دو رويه آن اندکی نقره اندود شده باشد. در اين تداخل سنجها نور حاصل از منبع توسط عدسی محدب (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B9%D8%AF%D8%B3%DB%8C%20%D9%85%D 8%AD%D8%AF%D8%A8) موازی می‌شود. دسته پرتوهای موازی به باريکه برخورد کرده و هر پرتو بعد از شکست (قسمتی منعکس) وارد تيغه شيشه‌ای شده ، به سطح مقابل تيغه برخورد می‌کند. بخشی از نور از اين سطح منعکس شده و بخشی دوباره شکست يافته و وارد هوا می‌شود. بخش بازتابی از سطح دوم دوباره به سطح اول برخورد کرده و بخشی از آن منعکس و بخش ديگر دوباره وارد هوا می‌شود. اين عمل چندين بار تکرار می‌شود و شمار بسيار زيادی از پرتوها بازتابش داخلی پيدا خواهند کرد.
تداخل‌سنج فابری پرو
دو شيشه نيم نقره اندود يا آلومينيوم اندود که از نظر نوری تخت هستند، سطوح بازتابنده مرزی را تشکيل می‌دهند. پرتو از طريق تيغه‌ای که بطور جزئی نقره اندود شده است وارد می‌شود و در فاصله بين دو تيغه چندين بار بازتابيده می‌شود. پرتوهای تراگسيليده بوسيله يک عدسی جمع شده و به کانونی روی يک پرده هدايت می‌شوند، که در آنجا باهم تداخل کرده و لکه‌های روشن يا تاريک را تشکيل می‌دهند
http://up.iranblog.com/Files/fa45e1df7ca845e696c0.jpg