Medición del índice de refracción del vidrio mediante un interferómetro de Michelson
1. Propósito del experimento
1. Dominar el principio de funcionamiento del interferómetro de Michelson y aprender a ajustarlo;
2. Comprender las características de las franjas de interferencia formadas por el interferómetro de Michelson bajo condiciones de irradiación láser.
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2. Contenido experimental
1. Ajustar el interferómetro de Michelson y observar las franjas isotrópicas y las franjas de igual espesor que produce;
2. Aprenda a medir la longitud de onda de la luz casi monocromática utilizando un interferómetro Maxwell.
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3. Instrumentos experimentales
Un interferómetro de Michelson para irradiación láser (incluidos sus accesorios)
Cuatro, Principio de Michelson interferómetro
La trayectoria óptica principal del interferómetro de Michelson se muestra en la Figura 1-1.
La luz emitida por la fuente de luz S llega primero al espectroscopio, y luego
G G
1 1
Una superficie refractiva es recubierto con una capa de película semirreflectante, la luz incidente se reflejará y refractará en la superficie del divisor de haz al mismo tiempo, formando dos caminos ópticos 1 y 2, y una ruta óptica
Después del espejo M, el espejo de transmisión G ingresa al sistema de observación 2 2 rutas ópticas
1 1
Transmisión a través de la placa de compensación; reflexión por el espejo y reflexión por el divisor de haz
G M G
2 2 1
Ingrese al sistema de observación, 1 y 2 caminos ópticos se encuentran e interfieren, y se observan franjas de interferencia a través del sistema de observación.
Cuando se utiliza una fuente de luz extendida, se formarán franjas de interferencia fijas. Si los dos espejos
M y M son paralelos entre sí en este momento, se formarán franjas de interferencia isotrópicas
1 2
y estas franjas aparecen en Posicionado en el infinito; si el ángulo de divergencia entre M y M es pequeño, se formarán franjas de igual espesor y estas franjas se ubicarán cerca del espejo inclinado.
1 2
Si el ángulo entre los dos espejos es pequeño, se formarán franjas de igual grosor, y estas franjas se formarán cerca del espejo inclinado. Con la ayuda del tambor micromotor, los espejos
M, M pueden moverse hacia adelante y hacia atrás sobre los rieles guía de precisión
1 2
. Mover el espejo hacia adelante y hacia atrás para cambiar su posición cambia el grosor de la placa virtual
M
2
o cuña virtual, y las rayas se mueven en consecuencia. Figura 1-1
Cuando se utiliza iluminación con fuente de luz puntual (como en este experimento), siempre que las dos trayectorias ópticas se superpongan en el espacio de las franjas de interferencia, se producirán franjas no estereoscópicas. De esta manera, no se necesitan componentes de imagen. Las franjas de interferencia se pueden ver usando solo una pantalla blanca. Se puede ver que el fenómeno de interferencia es más fácil de observar cuando se utiliza iluminación con fuente de luz puntual láser.
V. Pasos de medición
1. Primero encienda el interruptor de encendido del láser, ilumine el interferómetro de Michelson con el rayo láser y ajuste la altura del tubo láser.
, para que el rayo láser pueda ingresar al sistema.
2. Fije la posición del reflector M y ajuste los tres tornillos de ajuste grueso detrás del reflector M para que los dos espejos sean básicamente verticales.
1 2
Recto (o M y M son básicamente paralelos). En este momento, se pueden observar rayas en forma de arco en la pantalla de observación. Si las rayas son muy densas, ¿continuar ajustando la parte posterior del espejo M?
1 2
Los tres tornillos de ajuste grueso pueden hacer que las rayas sean alternativamente densas y circulares, y mantener el centro del anillo en el centro del campo de visión
2
.
3. Gire el tambor micrométrico cerca del reflector, el reflector se moverá hacia adelante y hacia atrás y observe las rayas en la pantalla
M M
2 2
Sí A medida que el reflector M se mueve, se encoge o se levanta, de modo que las franjas en el centro del campo de visión son franjas brillantes (o franjas oscuras
2
rayas). En este momento, el tambor del micrómetro La lectura es a. Luego gire el tambor micrométrico y cuente el número de franjas que aparecen (o se encogen)
1
es N? 20, lea la lectura a en el tambor micrométrico nuevamente, luego dos veces. la diferencia en las lecturas es la distancia M recorrida por el espejo
2 2
h
?
4. Usa la fórmula ? N a Se puede encontrar la longitud de onda del láser.
2
5. Así que repite la medición 5 veces y toma el valor promedio.
6. Preguntas para pensar
1. ¿Cuál es la diferencia entre el experimento de irradiación láser del interferómetro de Michelson y el experimento de irradiación con fuente de luz extendida del interferómetro de Michelson en el laboratorio?
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¿Diferente?
2. ¿Qué papel juega la placa de compensación en el interferómetro de Michelson con iluminación de fuente de luz extendida?
Una vez medida la longitud de onda, se puede encontrar n.