Michelsonov
interferometar
|
Michelsonov
interferometar
(MI) je
optički
uređaj
visoke
preciznosti
i mogućnosti
primjene
- izuzetno
zanimljiv
za edukaciju
učenika.
|
Albert
Abraham Michelson
(1852-1931)
1907. godine dobio je
Nobelovu nagradu iz fizike.
Doprinos
znanosti:
precizno
odredio
brzinu
svjetlosti,
izumio
interferometar
(MI -
prvi puta
opisao
1882.
godine),
izveo
Michelson-Morley
eksperiment,
definirao
duljinu
metra
u valnoj
dužini
svjetlosti.
|
Ciljevi
zadatka
|
1. Postavljanje
optičkog uređaja
1)
(skiciranje MI na papiru
i objašnjenje principa
rada)
2. Podešavanje MI na najveći
kontrast
2)
(traženje nulte razlike
optičkih puteva)
3. Testiranje stabilnosti
optičkog stola
4. Mjerenje duljine koherencije
lasera
|
|
1.
Postavljanje
optičkog
uređaja
Snop
svjetlosti
pada
na
djelitelj
snopa
(DS)
pod
kutem
od
45
stupnjeva.
Jedan
dio
snopa
prolazi
kroz
DS
i
pada
na
zrcalo
Z1,
reflektira
se
od
zrcala
i
vraća
na
DS,
dijelom
se
reflektira
od
DS
i
pada
na
zastor.
Drugi
dio
snopa
se
reflektira
od
DS
i
pada
na
zrcalo
Z2,
reflektira
se
od
Z2
i
vraća
na
DS,
dijelom
prolazi
kroz
DS
i
pada
na
zastor.
Na
zastoru
opažamo
pruge
interferencije,
čiji
oblik
ovisi
o
stanju
kolimiranosti
snopova,
a
gustoća
o
kutu
između
snopova.
Ako
je
snop
preuzak,
između
DS
i
zastora
postavimo
leću.
|
2.
Podešavanje
najvećeg
kontrasta
Jedno
zrcalo
(primjerice:
Z1)
treba
montirati
tako
da
bude
pomično
duž
optičke
osi.
Ako
udaljenost
od
DS
do
Z1
označimo
sa
L1,
a
udaljenost
od
DS
do
Z2
označimo
sa
L2,
tada
ćemo
najveći
kontrast
pruga
dobiti
za
L1=
L2,
odnosno
za
razliku
optičkih
puteva
jednaku
nuli
(ΔL
=
0).
|
3.
Testiranje
stabilnosti
optičkog
stola
Podesiti
MI
na
najveći
kontrast
i
projicirati
pruge
interferencije
na
zastor.
Kakva
je
stabilnost
stola
-
Provjeriti
utjecaj
mehaničkih,
toplinskih,
zvučnih
itd.
smetnji
na
stabilnost
pruga
interferencije.
|
4.
Mjerenje
duljine
koherencije
Koherenciju
svjetlosti
možemo
definirati
kao
stupanj
fazne
stabilnosti
vala
u
prostoru
i
vremenu.
Stabilnost
u
prostoru
odnosi
se
na
fazni
odnos
dvije
točke
u
ravnini
okomitoj
na
smjer
širenja
vala.
Stabilnost
u
vremenu
odnosi
se
na
fazni
odnos
dvije
točke
na
pravcu
u
smjeru
širenja
vala.
Duljina
koherencije
gdje
je
c
brzina
svjetlosti,
λs
srednja
vrijednost
spektralne
linije,
Δλ
širina
linije
i
Δ
širina
linije
(frekvencijska).
Primjer
Izvori
svjetlosti:
He-Ne
laser,
živina
lampa
(+
filtar:
546.1
nm)
|
Postupak
1.
Podesimo
MI
na
najveći
kontrast
(razlika
optičkih
puteva
ΔL
=
0).
2.
Odmičemo
zrcalo
Z1
od
djelitelja
snopa
do
mjesta
nestajanja
pruga.
2.
Izmjerimo
pomak
ΔL1.
3.
Vratimo
zrcalo
na
početni
položaj.
4.
Primičemo
zrcalo
Z1
djelitelju
snopa
do
mjesta
nestajanja
pruga.
4.
Izmjerimo
pomak
ΔL2.
5.
Obje
razlike
položaja
zrcala
trebaju
biti
približno
iste.
6.
Zbroj
tih
razlika
je
duljina
koherencije
izvora
Lc
=
ΔL1
+
ΔL2.
|