Michelson interferometret
Tips
Øvelsens formål er at bestemme bølgelængden af lyset fra He-Ne laseren med interferometret.
Teori og principiel forsøgsopstilling:
Interferometret består af 2 overfladespejle S1 og S2 anbragt vinkelret på hinanden. Spejlet S1 kan vha. 2 skruer drejes om akser parallelle med 2 af dets kanter. Spejlet S2 kan paralelforskydes efter dets normal.
I skæringspunktet mellem de 2 spejlnormaler er anbragt et halvgennemsigtigt spejl, hvis plan danner vinkler på 45° med spejlnormalerne.
Såfremt en lysstråle falder ind parallet med spejlnormal, vil den af det halvgennemsigtige spejl blive opdelt i 2 på hinanden vinkelrette stråler (med retninger mod S1 og S2).
Disse stråler bliver af S1 og S2 reflekteret tilbage i sig selv, og bliver igen af det halvgennemsigtige spejl hver opdelt i 2 stråler.
De to lysstråler, der reflekteres ud mod skærmen, vil interferere. Såfremt den oprindelige lysstråle er divergent vil der, med passende justering af S1, på skærmen fremkomme et interferensbillede bestående af et system af koncentriske lyse og mørke ringe. Hvis den optiske vejforskel mellem de 2 interfererende lysstråler er nul eller et multiplum af bølgelængden, er midten af interferensbilledet lys.
Hvis derimod den optiske vejforskel er et ulige antal halve bølgelængder, er midten mørk.
Øvelsens udførelse:
Interferometer og laser opstilles på en stålskinne med afstanden 20 - 30 cm. Laseren tændes. S1 indjusteres (der skal drejes meget lidt) så der på skærmen fremkommer én plet.
Mellem laser og interferometer opstilles nu en samlelinse (+50 mm) til frembringelse af divergens i den indfaldende lysstråle.
På skærmen fremkommer så et interferensbillede, der ved finjustering af S1 kan bringes til at blive et system af koncentriske lyse og mørke ringe.
Ved forskydning af S2 med mikrometerskruen ses nu, hvordan midten af ringsystemet periodisk bliver lys og mørk.
Et periodeskift fra lys til lys svarer til en forskydning af S2 på ½·l (en halv bølgelængde). Herved ændres nemlig den optiske vejforskel med l (det dobbelte af spejlforskydningen).
På grund af en 1:10 udveksling i holderen for S2 vil en drejning af mikrometerskruens tromle på 1 delstreg svare til en spejlforskydning på  , netop en mikrometer!
I et skema anføres:
Antal periodeskift, n
Tromledrejning, t
Optisk vejforskel, d
Bølgelængde, l
Antallet af periodeskift bør være så stort som muligt. Det er også en god idé at gentage forsøget, for der kan nemt smutte et par lysskift.
|