Interferometro di Jamin
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| Duboscq - Pellin, Parigi; 1887; 74x18x68 (max) cm; ottone, ghisa, vetro, specchi |
Un interferometro non è altro che uno strumento in grado di produrre interferenza fra due raggi luminosi generati a partire da un unico raggio. Nel caso dell'interferometro di Jamin ciò si realizza per mezzo di due lastre di vetro (A e B in figura) a facce piane parallele, identiche e disposte parallelamente fra loro. Se una delle facce di entrambe le lastre è argentata, un raggio di luce proveniente da una sorgente, incidendo sulla prima di queste, subisce riflessione e rifrazione sulla faccia trasparente della lastra, nonché una seconda riflessione (del raggio rifratto) su quella argentata. Quanto sopra fa sì che in uscita si osservino due fascetti luminosi, fra loro paralleli, separati da una distanza tanto maggiore quanto più grande è lo spessore della lamina. I due raggi emergenti, subendo ancora una volta un processo di riflessione e rifrazione ad opera della seconda lastra di vetro, danno così origine a una nuova coppia di fasci paralleli, che possono essere raccolti dall'obbiettivo di un cannocchiale accomodato all'infinito. Nel caso in cui le lastre di vetro non siano fra loro perfettamente parallele, ponendo uno schermo nel piano focale del cannocchiale e utilizzando una sorgente non puntiforme, si possono osservare sullo schermo medesimo delle frange di interferenza. Poiché la posizione delle frange dipende dalla differenza di cammino ottico dei due raggi, se si interpongono sul loro percorso delle sostanze di diverso indice di rifrazione si assiste ad uno spostamento delle frange.
L'interferometro di Jamin consente dunque di determinare l'indice di rifrazione di un gas o di un liquido dalla misurazione della differenza di cammino ottico, o anche di determinare lo spessore di una lastra sottile, della quale sia noto l'indice di rifrazione. La misurazione si effettua posizionando nello spazio fra le due lastre costituenti l'interferometro due tubi rettangolari, delimitati da superfici in vetro a facce piane e parallele, e ponendo in essi due gas (o liquidi) diversi, di uno dei quali si conosca l'indice di rifrazione. Nel caso dello strumento in esame i tubi di vetro possono scorrere su di una barra in ottone, sostenuta da un treppiede, sulla quale sono montate anche le due lastre a facce piane parallele. La prima di queste, situata ad un estremo della barra, è fissa e rigidamente collegata ad un braccetto in ferro sul quale poggia una lamina con fenditura, fenditura attraverso la quale si faceva passare la luce proveniente da una sorgente di elevata intensità. La seconda lastra, situata all'altro estremo della barra, su di un supporto sul quale poggia anche il cannocchiale (danneggiato), è invece libera di ruotare grazie ad un insieme di viti collegate ad un nonio, il quale consente di misurare l'angolo di rotazione della lastra medesima. Sulla barra è anche visibile ciò che resta del cosiddetto compensatore di Jamin (K nella figura a destra), strumento utilizzato per la misurazione diretta della differenza di cammino ottico e costituito da due lastre in vetro formanti un dato angolo e incernierate ad un asse passante per uno spigolo di queste.
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Un nonio solidale all'asse consentiva di misurare l'angolo di cui doveva essere ruotato il sistema per annullare lo spostamento delle frange, determinato dalla variazione dell'indice di rifrazione (causata ad esempio da variazioni di pressione) di una delle due sostanze introdotte nei tubi dell'interferometro, e da tale misurazione di risalire appunto alla variazione di cammino ottico e al nuovo valore dell'indice di rifrazione. Lo strumento, che deve il suo nome al fisico francese Jules Jamin (1818 - 1886), apparteneva alla collezione del Regio Istituto Fisico. Costruito dalla nota ditta parigina Duboscq, fu acquistato dal Regio Istituto nel giugno 1887 al prezzo di £ 700 e compare dunque nella sezione VII del Registro Inventariale dell'Istituto con il numero d'ordine 127.
(Silvia Trapanese)