Измерение зависимости показателя преломления от длины волны с помощью интерферометра Майкельсона
Измерение зависимости показателя преломления от длины волны света — важная задача в оптике, осуществляемая с помощью интерферометра Майкельсона. Для этого необходимо использовать классическую постановку эксперимента, в которой лучи света разделяются и проходят по разным путям, после чего снова объединяются, образуя интерференционную картину.
Принцип работы интерферометра Майкельсона
Интерферометр Майкельсона — оптический прибор, основанный на разделении светового потока на два, которые подвергаются отражению от зеркал, а затем снова объединяются. Изменение длины одного из плеч интерферометра позволяет наблюдать сдвиги интерференционных полос.
Измерение показателя преломления
Чтобы измерить зависимость показателя преломления от длины волны, в один из путей интерферометра помещается ячейка с исследуемым веществом. Изменяя длину световой волны с помощью монохроматора или лазера с регулируемой частотой, можно зафиксировать изменение фазового сдвига между двумя лучами.
Формула для определения показателя преломления ( n ) в этом контексте имеет следующий вид:
[
\Delta\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot (n - 1) \cdot L
]
где ( \Delta\phi ) — фазовый сдвиг, ( \lambda ) — длина волны, ( n ) — показатель преломления, ( L ) — длина ячейки с веществом.
Проведение эксперимента
- Настройте интерферометр Майкельсона для получения устойчивой интерференционной картины.
- Поместите исследуемую ячейку в один из путей интерферометра.
- Используйте источник света с переменной длиной волны.
- Измерьте фазовый сдвиг с изменением длины волны.
- Рассчитайте показатель преломления для каждой длины волны, используя формулу.
Таким образом, используя интерферометр Майкельсона, можно эффективно измерять зависимость показателя преломления различных материалов от длины волны света.
Категория: Физика
Теги: оптика, интерферометрия, измерительные приборы