干渉縞の見方について
干渉縞の解釈について、皆様のお知恵をお貸しください。
いまマイケルソン干渉計(トワイマン・グリーン干渉計?)を使った
実験をしております。
装置の構成としては、ハーフミラーから等距離に2枚のミラーを設置し、
うち一つのミラーをわずかに傾け、スクリーンに平行等間隔の干渉縞を
投影したものを高速度で撮影できるカメラを用いて観察しています。
(下図のスラッシュがハーフミラー、== がスクリーンです)
―
(光源) → / |
==
ここで、ハーフミラーとどちらかのミラーの間に密度(屈折率)の異なる
ものをおくと、その量に比例して、縞が動きます。
こちらで試したものとしては、たとえばヘリウムなどを光路上で
ノズルから流すと平行であった縞が以下のように変化しました。
―――――― ――\/――
―――――― → ――\/――
―――――― ――\/――
その縞の変化量から、実際にヘリウムの密度および屈折率を求めることができました。
これを用いて炎やプラズマ中の屈折率の分布を求めようとしています。
ところが、実際に金属(ステンレス鋼)の表面にレーザを当て、噴出してくる
蒸気やプラズマを干渉計で観察したところ、平行な縞や湾曲した縞でなく、
ところどころに孤立した丸い領域が出てきます。
―――――― ――――――
―――――― → ―― ◎ ――
―――――― ―― ||||||――
うまく図では説明できませんが、レーザによって加熱された空気および金属蒸気が
噴出してきているのですが、その噴出の先端からやや下側に周囲の縞とは孤立した
丸い縞が見えます。
この丸い部分について、どう解釈したらいいのかわからずに悩んでおります。
この丸い部分の中はどうなっているのでしょうか?
なぜこのようなものができるのでしょうか?
自分では、この部分を3次元的に見ると
→ →
→ / \ →
→ \ / →
→ || → (右矢印は干渉計の光路上の波面です)
のように、上昇物の形が壷や花瓶をひっくり返したような形になっており、
中心部分の光路長がその周囲より長くなって、縞の移動が追いつけなくなって
孤立した丸いところができたのではないかと考えています。
しかしいろいろと本を読んでも載っておらず、はっきりとはしません。
多少は干渉計について勉強したのですが、まだまだ勉強不足のようです。
もし光計測や干渉計に詳しい方がいらっしゃいましたら、ご教授ください。
よろしくお願いいたします。