Інтерферометр, вимірювальний прилад, в якому використовується інтерференція хвиль. Існують І. для звукових і для електромагнітних хвиль: оптичних (ультрафіолетової, видимої і інфрачервоної областей спектру) і радіохвиль різної довжини. Застосовуються І. вельми широко. Так, акустичні І. і радіоінтерферометри використовуються для виміру швидкості поширення хвиль (акустичних і радіо), для виміру відстаней між двома випромінювачами хвиль або між випромінювачем і тілом, що відображає, тобто застосовуються як далекоміри. Найбільшого поширення набули оптичні І., про яких піде мова нижче. Вони застосовуються для виміру довжин хвиль спектральних ліній, показників заломлення прозорих середовищ, абсолютних і відносних довжин, кутових розмірів зірок і ін., для контролю якості оптичних деталей і їх поверхонь, для контролю чистоти обробки металевих поверхонь і ін.
Принцип дії всіх І. однаковий, і розрізняються вони лише методами здобуття когерентних хвиль і тим, яка величина безпосередньо вимірюється. Пучок світла за допомогою того або іншого пристрою просторово розділяється на два або більше число когерентних пучків (див. Когерентність ), які проходят різні оптичні дороги, а потім зводяться разом. У місці сходження пучків спостерігається інтерференційна картина (див. Інтерференція світла ), вигляд якої, тобто форма і взаємне розташування інтерференційних максимумів і мінімумів, залежить від способу розділення пучка світла на когерентні пучки, від числа пучків, що інтерферують, різниці їх оптичних доріг (оптичній різниці ходу), відносної інтенсивності, розмірів джерела спектрального складу світла.
Методи здобуття когерентних пучків в І. дуже всілякі, тому існує велике число різних конструкцій І. По числу пучків світла, що інтерферують, оптичні І. можна розбити на багатопроменевих і двопроменевих.
Прикладом двопроменевого І. може служити І. Майкельсона ( мал. 1 ). Паралельний пучок світла джерела L , потрапляючи на напівпрозору пластинку P 1 , розділяється на пучки 1 і 2 . Після віддзеркалення від дзеркал M 1 і M 2 і повторного проходження через пластинку P 1 обидва пучки потрапляють в об'єктив O 2 , у фокальній плоскості D якого вони інтерферують. Оптична різниця ходу D = 2( AC — AB )= 2 l , де l — відстань між дзеркалом M 2 і уявним зображенням M 1 ¢ дзеркала M 1 в пластинці P 1 . Таким чином, спостережувана інтерференційна картина еквівалентна інтерференції в повітряній пластинці завтовшки l . Якщо дзеркало M 1 розташоване так, що M 1 ¢ і M 2 паралельні, то утворюються смуги рівного нахилу, локалізовані у фокальній плоскості об'єктиву O 2 і що мають форму концентричних кілець. Якщо ж M 2 і M 1 ¢ утворюють повітряний клин, то виникають смуги рівної товщини, локалізовані в плоскості клину M 2 M 1 ¢ і паралельні лінії, що є.
І. Майкельсона широко використовується у фізичних вимірах і технічних приладах. З його допомогою вперше була виміряна абсолютна величина довжини хвилі світла, доведена незалежність швидкості світла від руху Землі (див. Майкельсона досвід ). Переміщаючи одне з дзеркал І. Майкельсона, дістають можливість плавно змінювати D, а залежність інтенсивності центральної плями від D, у свою чергу, дає можливість аналізувати спектральний склад падаючого випромінювання з дозволом 1/d см —1 . На цьому принципі побудовані Фур'є-спектрометри (див. Фур'є-спектроскопія ), що застосовуються для довгохвильової інфрачервоної області спектру (50—1000 мкм ) при вирішенні завдань фізики твердого тіла, органічної хімії і хімії полімерів, діагностики плазми. Вперше отриманий дозвіл ~ 0,005 см —1 в діапазоні довжин хвиль 0,8—3,5 мкм на Фур'є-спектрометрі, різниця ходу в якому контролювалася і вимірювалася за допомогою неонового для гелію газового лазера .
Поєднання І. Майкельсона і призматичного монохроматора ( мал. 2 , а) — компаратор інтерференційний Кестерса — застосовується для абсолютного і відносного вимірів довжин кінцевих заходів (вимірювальних плиток) порівнянням їх з довжиною хвилі світла або між собою з точністю » 0,025 мкм , а поєднання його з лазером (при стабілізації частоти ~ 2×10 -9 ) дозволяє з такою ж абсолютною точністю вимірювати довжини порядка 10 м-код . При заміні плоских дзеркал в І. Майкельсона тріедрамі, що відображають, його використовують для виміру кутів з точністю до 10 -6 рад . Поєднання І. Майкельсона з мікроскопом (мікроінтерферометр Ст П. Лінника) дозволяє по вигляду інтерференційної картини визначати величину і форму мікронерівностей металевих поверхонь.
Існують двопроменеві І., призначені для виміру показників заломлення газів і рідин, — інтерференційні рефрактометри . Один з них — І. Жамена ( мал. 3 ). Пучок світла S після віддзеркалення від передньої і задньої поверхонь першої пластини P 1 розділяється на два пучки S 1 і S 2 . Пройшовши через кювети K 1 і K 2 , пучки, що відбилися від поверхонь пластини P 2 , потрапляють в зорову трубу Т , де інтерферують, утворюючи смуги рівного нахилу. Якщо одна з кювет наповнена речовиною з показником заломлення n 1 , а інша з n 2 , то по зсуву інтерференційної картини на число смуг m в порівнянні з випадком, коли обидві кювети наповнено однією і тією ж речовиною, можна знайти D n = n 1 — n 2 = = m l/ l ( l — довжина кювети).
Різновидами І. Жамена є І. Маха — Цендера і І. Рождественського ( мал. 4 ), де використовуються дві напівпрозорі пластинки P 1 і P 2 і два дзеркала M 1 і M 2 . У цих І. відстань між пучками S 1 і S 2 може бути зроблене дуже великим, що полегшує установку в один з них різних досліджуваних об'єктів, тому вони широко застосовуються в аерогазодинамічних дослідженнях.
В І. Релея ( мал. 5 ) пучки, що інтерферують, виділяються за допомогою двох щілинних діафрагм D . Пройдя кювети K 1 і K 2 , ці пучки збираються у фокальній плоскості об'єктивом O 2 , де утворюється інтерференційна картина смуг рівного нахилу, яка розглядається через окуляр O 3 . При цьому частина пучків, що виходять з діафрагм, проходіт нижче кювет і утворює свою інтерференційну картину, розташовану нижче першою. Якщо показники заломлення n 1 і n 2 речовин в кюветах, то із-за різниці ходу в кюветах верхня картина зміститься відносно ніжней. Вимірюючи величину зсуву по числу смуг m , можна знайти D n .
Точність виміру показників заломлення за допомогою інтерференційних рефрактометрів дуже висока і досягає 7-го і навіть 8-го десяткового знаку.
Для виміру кутових розмірів зірок і кутових відстаней між подвійними зірками застосовується зоряний І. Майкельсона ( мал. 6 ). Світло від зірки, відбившись від дзеркал M 1 , M 2 , M 3 , M 4 , утворює у фокальній плоскості телескопа інтерференційну картину. Кутова відстань між сусідніми максимумами q = l/ D ( мал. 6 , би). За наявності двох близьких зірок, що знаходяться на кутовій відстані j, в телескопі утворюються дві інтерференційні картини, також зміщені на кут j. Зміною D добиваються найгіршої видимості картини, що буде за умови j = 1 / 2 q = l/2 D , звідки можна визначити j.
Багатопроменевий І. Фабрі — Перо ( мал. 7 ) складається з двох скляних або кварцевих пластинок P 1 і P 2 , на звернені один до одного і паралельні між собою поверхні яких нанесені дзеркальні покриття з високим (85—98%) коефіцієнтом віддзеркалення. Паралельний пучок світла, падаючий з об'єктиву O 1 , в результаті багатократних віддзеркалень від дзеркал утворює велике число паралельних, когерентних пучків з постійною різницею ходу між сусідніми пучками. У результаті багатопроменевої інтерференції у фокальній плоскості L об'єктиву O 2 утворюється інтерференційна картина, що має форму концентричних кілець з різкими інтенсивними максимумами, положення яких залежить від довжини хвилі. Тому І. Фабрі — Перо розкладає складне випромінювання в спектр. Застосовується І. Фабрі — Перо як інтерференційний спектральний прилад високої вирішуючої сили. Спеціальні скануючі І. Фабрі — Перо з фотоелектричною реєстрацією використовуються для дослідження спектрів у видимій, інфрачервоній і сантиметровій областях довжин хвиль. Різновидом І. Фабрі — Перо є оптичні резонатори лазерів, випромінююче середовище яких розташовується між дзеркалами І.
До багатопроменевих І. також відносяться різного роду дифракційні грати які використовуються як інтерференційні спектральні прилади.
Літ.: Ландсберг Р. С., Оптика, 4 видавництва, M., 1957 (Загальний курс фізики, т. 3); Захарьевський А. Н., Інтерферометри, М., 1952; Королев Ф. А., Спектроскопія високої вирішуючої сили, М., 1953; Толанський С., Спектроскопія високої вирішуючої сили, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1955; Інфрачервона спектроскопія високого дозволу, пер.(переведення) з франц.(французький), М. 1972; Жакино П., Останні досягнення інтерференційної спектроскопії, «Успіхи фізичних наук», 1962, т. 78, с. 123.
