Michelson 간섭계 실험은 간섭계를 사용하여 빛의 빔을 두 빔으로 분할하고, 각 빔을 거울에서 반사시킨 다음 빔을 재결합하는 실험입니다. 그런 다음 결과 간섭 패턴을 연구하여 실험 결과를 이해합니다.
간섭계는 과학 및 공학의 조사 목적으로 사용되는 실험 도구입니다. 그들은 종종 인간의 눈이나 대부분의 측정기구로 인식하기 어려운 규모에서 매우 작은 측정을하는 데 사용됩니다. 양성자의 1/10,000만큼 정확하게 측정 할 수있는 특정 간섭계가 있습니다. 간섭 기계를 발명 한 사람은 Albert Michelson이었고 19 세기에 그렇게했습니다. 실제로, 물리학 자들이 빛이 여행하는 매체로서 그 시점까지 존재했다고 믿었던 미셸슨-모리 실험은 미셸슨-모리 실험이었다. 에테르가 반증되었다는 사실은 특수 상대성 이론과 현대 물리학의 탄생을위한 길을 열었다. 이제 Michelson 간섭계의 구성을 살펴 보겠습니다.
(사진 크레딧 :Stannered/Wikimedia Commons)
간섭 패턴은 무엇입니까?
간섭계의 작업 및 구성을 더 잘 이해하려면 간섭이 무엇인지 살펴 보겠습니다. 당신이 돌을 물 한 몸에 던진 적이 있다면, 당신은 이미 간섭이 무엇인지 알고 있습니다. 돌이 물에 튀어 나오면 동심 파도가 돌의 진입 지점에서 멀어집니다. 이들 동심원 중 둘 이상이 교차하는 경우, 파동의 형태가 바뀝니다. 두 개의 이전 교차 파에서 결과 파의 모양 변화는 간섭 로 알려져 있습니다. .
간섭 패턴.
간섭의 원리는 매우 직관적이고 이해하기 쉽습니다. 위의 그림은 두 가지 종류의 간섭을 보여줍니다. 총 건설 간섭 및 총 파괴적인 간섭 . 전체 구성 간섭은 하나의 파동의 피크가 2 차 파의 피크와 병합 될 때 발생합니다. 그들은 함께 추가하고 새로운 물결이 형성됩니다. 완전히 파괴적인 간섭에서, 한 파도의 피크는 동일한 크기의 다른 물결의 계곡을 만난다. 이런 일이 발생하면 두 파도가 서로를 취소합니다.
Seiche (검은 색 파도)
한 파도가 다른 물결과 계단이되는 정도를 phase 라고합니다. . 건설적이거나 파괴적인 간섭이 화면에 빛나면 간섭 패턴 로 알려진 밝고 어두운 패턴을 만듭니다. . 간섭계에 의해 생성 된 간섭 패턴은 연구자들이 실험 결과를 이해하기 위해 연구하는 것입니다.
configuration
Michelson 간섭계에서, 레이저 빔은 빔 스플리터를 통과합니다. 이름에서 알 수 있듯이 빔을 다른 빔으로 나눕니다. 한 빛의 빔은 똑바로 통과하는 반면, 다른 빛의 빔은 다른 빔에서 90o의 각도로 반사됩니다. 이것은 지점 C에서 발생합니다. 각 빔은 간섭계의 팔 아래로 이동하여 거울을 만듭니다. 미러는 두 빔을 빔 스플리터에 반사합니다. 두 개의 빛의 빔이 C '에서 결합 된 지점은 간섭 패턴이 발생하는 지점입니다.
간섭 패턴은 점 C에서 반사되고 간섭 패턴은 검출기로 편향됩니다. 두 리턴 빔 사이에 각도가있는 경우 레코더는이를 정현파 프린지 패턴으로 기록합니다. 각도가없고 리턴 빔이 완벽한 공간 정렬 인 경우, 간섭 패턴이 형성되지 않으며 일정한 강도의 빔 만 생성됩니다. 그러나 빔의 완벽한 정렬은 실험실 환경에서 달성하기가 어렵고 극도로 정밀도가 필요합니다.
(사진 크레딧 :Stigmatella/Wikimedia Commons)
Michelson 실험에서 프린지의 형성은 위의 다이어그램에 나와 있습니다. 관찰자는 빔 스플리터와 m 2 as m 2 '를 통해 미러 m 1을 직접 볼 수 있습니다. 첫 번째 설정에서 형성된 프린지는 가상 이미지 S 1 '및 s 2 의 원래 소스의 특성에 의존합니다. 거울이 서로 약간 기울어지면 간섭 패턴은 원뿔 섹션의 모양을 취합니다. m 1 및 m 2 '오버랩 인 경우, 직선, 병렬 및 똑같이 간격이있는 이미지로 구성된 간섭 패턴을 생성합니다. 간섭계의 간섭 패턴의 변화는 다양한 물체 (또는 입자)를 연구하고 측정하는 데 사용될 수 있습니다.
