ОПТИЧЕСКАЯ СХЕМА И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОВЫШЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ НАПРЯЖЁННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

OPTICAL SCHEME AND MATHEMATICAL MODEL INCREASING THE SENSITIVITY OF THE MAGNETIC FIELD STRENGTH

Nazar Pchelintsev

student, Department of Hardware and software complexes, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

Решение задачи повышения чувствительности интерферометра возможно путём использования усилительного эффекта тонкой собирающей линзы и оптического чувствительного элемента.

ABSTRACT

The solution of the problem of increasing the sensitivity of the interferometer is possible by using the amplifying effect of a thin collecting lens and an optical sensing element.

Ключевые слова: линза, оптика, волна.

Keywords: lens, optics, wave.

Рассмотрим сущность усилительного эффекта тонкой собирающей линзы. Использование такой линзы в оптической схеме измерителя напряжённости магнитного поля позволяет обеспечить более значительное изменение кривизны волнового фронта (набега фазы волны света) светового потока на её выходе при значительно меньших изменениях кривизны волнового фронта светового потока, падающего на вход этой линзы, что даёт возможность, повысить чувствительность измерений с использованием интерферометра в конструкции измерителя [1]. Используя правило построения изображений в тонкой собирающей линзе, проиллюстрируем сущность усилительного эффекта по набегу фазы с использованием этой линзы.

Рисунок 1. Тонкая собирающая линза

На рисунке 1. использованы следующие обозначения: Л – тонкая собирающая линза; F₁ и F₂ – передний и задний фокусы тонкой собирающей линзы соответственно. А – начальное положение точечного источника света; B – положение точечного источника света после его перемещения; P_A – это прямая, параллельная линии, соединяющей нам рисунке 1. точку A с верхним концом тонкой собирающей линзы Л; P_B – это прямая, параллельная линии, соединяющей нам рисунке 1.1 точку B с верхним концом тонкой собирающей линзы Л; A₁ – расположение за тонкой собирающей линзой Л точки фокусировки светового потока, формируемого точечным источником света при нахождении его в точке A; B₁ – расположение за тонкой собирающей линзой Л точки фокусировки светового потока, формируемого точечным источником света при нахождении его в точке B [2].

Введём обозначения: расстояние от оптического центра линзы Л до точечного источника света обозначим буквой d, а расстояние от этого же источника света до его изображения после линзы Л обозначим буквой f. В этом случае, формула может быть записана в виде формулы

Из формулы (1.1) выразим расстояние f с помощью следующего выражения

Анализ рисунка (см. рисунок 1.1) и соотношение (1.2) показывает, что, чем ближе точечный источник светового потока, падающего на тонкую собирающую линзу, приближается к её одинарному переднему фокусному расстоянию F₁, тем на более значительное расстояние перемещается точка фокусировки светового потока этой линзой. Это значит, что тем сильнее меняется кривизна волнового фронта светового потока на выходе линзы. Таким образом реализуется эффект повышения чувствительности этого измерителя [3].

Список литературы:

1. Соловьев А.Н., Васильев П.В., Подколзина Л.А. Разработка и применение системы распределенных вычислений в решении обратных задач механики разрушений. Вестник Донского государственного технического университета 2017;17(4):89-98. https://doi.org/10.23947/1992-5980-2017-17-4-89-96
2. Калабеков, Б. А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы / Б. А. Калабеков. - Москва : Горячая линия – Телеком, 2000. - 301 с.
3. Новиков, Ю. В. Основы цифровой схемотехники / Ю.В. Новиков. - Москва : Мир, 2001. - 182 с.