Ich habe die meiner Meinung nach richtige Antwort auf die zweite Frage, bei der es meiner Meinung nach einige überraschend interessante Physik gibt. Wenn Sie eine optische Ebene auf eine andere flache Optik legen, sitzt die optische Ebene tatsächlich mit einer Luftschicht zwischen ihr und der darunter liegenden Optik. Mit der Zeit entweicht die Luft und die Schwerkraft wird die beiden Optiken optisch kontaktieren. Wenn du Druck ausübst, geht es schneller. Die Frage ist dann, warum es so kontraintuitiv so lange dauert, bis die Luft entweicht?

Eine sehr kurze Antwort lautet, dass dies einfach auf die nicht triviale Viskosität von Luft zurückzuführen ist.

Die schnelle Antwort ist, dass die Luft zum Entweichen länger braucht, weil der Spalt, durch den sie entweichen kann, äußerst klein wird. Für die optische Kontaktierung muss praktisch das gesamte Gas entweichen, damit der Kontakt zustande kommt, während bei normalen Objekten die Oberflächenrauhigkeit viele Größenordnungen größer ist als die des optischen Glases, wodurch ein "Kontakt" mit viel , noch viel größere Luftmenge zwischen den Objekten.

Hier ist ein einfacheres Beispiel, das meiner Meinung nach eine gewisse Intuition für die Phänomene vermittelt. Stellen Sie sich eine starre Kugel im Raum vor, die mit einem idealen Gas gefüllt ist. Nun stechen Sie ein Loch in die Kugel. Wie schnell entweicht die Luft? Sie sollte von der Geschwindigkeit der Luftmoleküle im Vergleich zur Größe der Kugel abhängen (d. h. die Zeit angeben, die ein Luftmolekül benötigen würde, um die Kugel zu durchqueren und seine Geschwindigkeit zufällig durch Kollisionen mit der Wand zu erhalten) und der Größe der Öffnung ( Angabe des Bruchteils der Geschwindigkeiten, die dem Entweichen entsprechen). Auch wenn in diesem Fall der Druckunterschied enorm istWenn Ihr Loch im Vergleich zu einem ziemlich kleinen Druckunterschied im Fall der optischen Ebene ausreichend klein ist (es wäre unmittelbar vor dem optischen Kontakt in der Größenordnung von 10 Nanometern breit), dauert es eindeutig sehr lange, bis es buchstäblich ist das ganze Gas entweichen.

Die Gesamtzeit, die zum Entweichen "der gesamten" Luft benötigt wird, sollte von der oben diskutierten Luftaustrittsrate, dem Gesamtluftvolumen (dh der Größe der Vakuumkugel darüber oder der Größe der optischen Ebene) und abhängen die genaue Anforderung, dass "alle" erfüllt sein müssen. Bei etwas groben, aber sehr großen Dingen kann es auch eine Weile dauern. Stellen Sie sich zum Beispiel eine große Plane vor, die von der Decke herabgelassen wird. Es wird märchenhaft schnell zu Boden fallen, aber Lufteinschlüsse werden eine Weile brauchen, um vollständig zu entkommen (nicht genau die gleichen Prozesse, aber ähnlich, denke ich).

Hoffe das hilft.

Die im OP geäußerten Bedenken sind berechtigt, und ich habe jetzt Quellen gefunden, die bestätigen, dass interferometrische Messungen von Oberflächen dünner planparalleler Optiken aus den oben genannten Gründen tatsächlich eine technisch schwierige Aufgabe sind. Hier sind einige der Quellen.

• 4Dtechnology wirbt für Interferometer mit kurzer Kohärenzlänge zum Zweck der Messung dünner paralleler planarer Optiken. Die Fizcam 2000-Datenblätter geben an, dass die Quelle eine Kohärenzlänge von hat$300 \mu m$entspricht einer inkohärenten Quelle mit a$\sim 1 \text{ THz}$Frequenzbandbreite

• April Inst. bewirbt auch spezielle Interferometer zum Messen dünner paralleler planarer Proben. Sie haben auch ein Papier , das einige der Bedenken im Detail beschreibt und eine clevere Technik zur Steuerung des optischen Spektrums der Laserquelle vorschlägt, um einige der skizzierten Probleme zu umgehen.

Um die spezifische Frage im OP zu beantworten:

1) Es ist richtig, dass Reflexionen von allen Oberflächen berücksichtigt werden müssen. Der Grund, warum ich dies nicht als Überlegungen in den von mir konsultierten Quellen gefunden hatte, scheint einfach darin zu liegen, dass die Quellen, die ich betrachtete, zu elementar waren. Ich denke, ein Teil meiner Überraschung dabei ist, dass ich eine planparallele Optik als eine der offensichtlichsten Arten von Optiken betrachten würde, die man charakterisieren möchte, also hätte ich gedacht, dass die Einführungserklärungen diesen Anwendungsfall erklärt hätten. Da lag ich wohl falsch.

1a) Das bellt den richtigen Baum hoch. Manchmal werden monochromatische Quellen verwendet, aber wie die hier gezeigten Links zeigen, ist mindestens eine der Hauptmethoden zum Messen von planparallelen Oberflächenoptiken die Verwendung einer inkohärenten Quelle.

1b) Das ist auch das Bellen eines rechten Baumes. Eine der anderen Möglichkeiten, auf die ich gestoßen bin, um eine bestimmte Oberfläche hervorzuheben, besteht darin, die Oberflächen, die Sie nicht interessieren, irgendwie nicht reflektierend zu machen. Dies könnte mit einer Beschichtung oder Farbe oder Klebeband oder etwas anderem erfolgen, denke ich. Dies erscheint etwas problematisch, da diese sekundäre Oberfläche möglicherweise eine wichtige optische Oberfläche für Ihr System ist (z. B. wenn die Optik ein Fenster ist), sodass Sie die Oberfläche nicht zerstören möchten, während Sie sie vorübergehend nicht reflektierend machen.

2) Ich habe keine Antwort auf den verkeilten Luftspalt. Es scheint, dass dies nur etwas ist, was typischerweise bei der Interferometriemethode mit optischem Kontakt passiert, daher wird es in praktischen Erklärungen zur Durchführung der Technik erwähnt.