Политех в Сети

Сайт для Учебы

13.2. Эффект Саньяка. Принцип действия лазерного гироскопа

Рейтинг пользователей: / 2
ХудшийЛучший 

Специальная теория относительности, базирующаяся на постулатах Энштейна, описывает только инерциальные системы. Конечно, в данной системе можно рассматривать ускоренное движение точки, но ускоренное переносное движение относится к проблемам, исследуемым в общей теории относительности.

Вращение Земли не является инерциальным движением, и его можно обнаружить как механическим опытом (маятник Фуко), так и тонкими оптическими измерениями.

Схема опыта Саньяка, в котором доказывалась возможность измерения угловой скорости вращения какой-либо системы представлена на рис. 3. Диск с закреплёнными на нём тремя зеркалами и полупроводниковой пластинкой П (делитель пучка света) вместе с источником света S И фотографической пластинкой (на ней регистрировалась интерференционная картина) может вращаться вокруг оси O с угловой скоростью W. Тогда луч, направление обхода которого совпадает с направлением вращения, должен пройти больший путь, чем луч противоположного направления. При вращении системы появляется разность хода между интерферирующими пучками света, пропорциональная угловой скорости W. Поэтому, если привести систему во вращение или изменить направление вращения, то возникает смещение интерференционной картины, которое можно измерить на опыте.

Для смещения интерференционных полос DX получено выражение

,

Где Q — площадь контура, охватываемого световым лучом (т. е. в данном случае площадь квадрата).

В современной технике для аналогичных целей используют свет газового лазера, вмонтированного в одно из плеч интерферометра Саньяка (кольцевой лазер), и измеряют скорость изменения интерференционной картины (сигнал ближней разностной частоты) в зависимости от угловой скорости вращения системы (рис. 4).

Точность измерений весьма велика. Подобные системы используют для создания лазерных гироскопов, позволяющих с высокой точностью измерять проекцию угловой скорости вращения Земли и тем самым определять географическую широту в данной точке.