materjalimaailm.ee - headeri pilt

Christianseni filter

Christiansen filter

Koostis / struktuur

Optiliselt heterogeenne süsteem, mis koosneb mingis vedelikus asetevatest tahkiseosakestest (nt. klaasipuru). Vedeliku ja tahkise murdumisnäitajad nL(l ), nS(l ) on üldiselt erinevad, langevad kokku aga mingil kindlal lainepikkusel lT (dispersioonikõverad lõikuvad).

Omadused

Christianseni filter laseb valgust läbi lainepikkusel lT, hajutab aga teistel lainepikkustel, st. toimib optilise läbilaskefiltrina. Kuna vedeliku murdumisnäitaja harilikult sõltub tugevasti temperatuurist, tahkistel aga vähem, on taolise filtri läbilaskeriba spektraalne asukoht lT temperatuuriga tüüritav.


Kiirte käik Christianseni filtris. Punase kiire jaoks nL= nS ja ta läbib filtri klaasiosakestelt peegeldumata ja neis murdumata. Rohelise kiire jaoks nL¹ nS ja ta peegeldub klaasiosakestelt ning murdub nendes (joonisel pole näidatud mitmekordseid peegeldumisi klaasiosakese sisemuses).


Klaasi (pidev joon) ja vedeliku (punktiirjoon) dispersioonikõverad (murdumisnäitaja sõltuvus lainepikkusest) erinevatel temperatuuridel. Ülemisele pildile vastav temperatuur on madalam kui alumisel.

Rakendused

Optilise filtrina. On uuritud võimalusi klaasi optilise homogeensuse määramiseks Christianseni filtri ruumiliste ja spektraalkarakteristikute kaudu.

Näidised

E33.1. Christianseni filter: jahvatatud klaas / metüülbensoaat 1 mm tasaparalleelses klaasküvetis.

Demod, katsed


D33.1. Valge valguse filtreerimine Christianseni filtris erinevatel temperatuuridel (vasakult paremale: toatemperatuurilt kõrgemate temperatuuride poole). Temperatuuri jaotus küvetis ei ole päris ühtlane. Fotod grafoprojektoriga ekraanile projekteeritud küvetist.


Christianseni filtri (E33.1) läbilaskvuse sõltuvus lainepikkusest ja temperatuurist – läbilaskvuse väärtused esitatud pseudovärvidena vastavalt parempoolsele skaalale. Selgelt on näha läbilaskvuse maksimumi nihkumine lühemate lainepikkuste poole temperatuuri kasvades. Joonise horisontaalsed “lõiked” annavad läbilaskvusspektrid fikseeritud temperatuuridel [eksperiment ja joonis: Artur Suisalu / TÜ Füüsika Instituut].


D33.2. Christianseni filtrit läbiva He-Ne laseri kiire (l = 632,8 nm) hajumine erinevatel temperatuuridel. Vasakult paremale: 31,7 ºC,  38,6 ºC ja 45,6 ºC.


D33.3. “Nähtamatu klaastoru”. Katseklaasis oleva glütseriinilahuse murdumisnäitaja on timmitud võrdseks selle sees asuva klaastoru murdumisnäitajaga, see muudab toru nähtamatuks (murdumisnäitajad erinevad vähe kogu nähtavas diapasoonis). Pildid erinevad vaid tausta poolest.

Tänu: Tea Avarmaa, Artur Suisalu, Andres Jürgenson, Eero Uustalu, Fuad Daher Saad.

Koostas: JK