Mjerenje dužine i Mjerenje dužine i Micelshon-ov Micelshon-ov

interferometarinterferometar

Gregor Vrcelj10.06.2008

ProblemProblem

Kako mjeriti duljinu, definiranje Kako mjeriti duljinu, definiranje jedinice?jedinice?

Stopa, lakat, pedalj...zašto ne?Stopa, lakat, pedalj...zašto ne? Kakvu veličinu treba uzeti za temelj Kakvu veličinu treba uzeti za temelj

razmatranja?razmatranja? SvjetlostSvjetlost Optička interferencijaOptička interferencija

Micelshon-ov interferometar je Micelshon-ov interferometar je najčešće upotrebljavan uređaj za najčešće upotrebljavan uređaj za optičku interferencijuoptičku interferenciju

Služi za mjerenje duljina ili mjerenje Služi za mjerenje duljina ili mjerenje promjena u duljini sa velikom promjena u duljini sa velikom točnošćutočnošću

Slika gotovog uređajaSlika gotovog uređaja

Konstrukcija i način radaKonstrukcija i način rada

Sam uređaj sastoji Sam uređaj sastoji se od:se od:

svjetlosnog izvorasvjetlosnog izvora

polupropusnog polupropusnog

zrcala Mzrcala M

zrcala Mzrcala M1 1 i Mi M22

Teleskopa Teleskopa

(dalekozora)(dalekozora)

Konstrukcija i način radaKonstrukcija i način rada

Svjetlosni izvor Svjetlosni izvor proizvodi zraku proizvodi zraku svjetlosti koja nailazi svjetlosti koja nailazi na polupropusno na polupropusno zrcalo Mzrcalo M

Polupropusno zrcalo Polupropusno zrcalo M je postavljeno pod M je postavljeno pod kutom od 45° kutom od 45°

Zbog jednostavnosti Zbog jednostavnosti pretpostavimo da je pretpostavimo da je polupropusno polupropusno ogledalo M ogledalo M zanemarive debljinezanemarive debljine

Konstrukcija i način radaKonstrukcija i način rada

Valovi dopiru do zrcala Valovi dopiru do zrcala M1 i M2 te se reflektiraju M1 i M2 te se reflektiraju natrag na polupropusno natrag na polupropusno zrcalo M koje ih zrcalo M koje ih djelomično djelomično reflektira/propušta u reflektira/propušta u teleskopteleskop

Kao rezultat opažač vidi Kao rezultat opažač vidi interferenciju interferenciju (koncentrične kružnice, (koncentrične kružnice, pruge (zebrine pruge))pruge (zebrine pruge))

Konstrukcija i način radaKonstrukcija i način rada

Interferencija se Interferencija se javlja zbog razlike javlja zbog razlike u putovima kojima u putovima kojima prolaze valoviprolaze valovi

Razlika u Razlika u putovima koji putovima koji valovi prijeđu prije valovi prijeđu prije interferencije jeinterferencije je

12 22 dd

Konstrukcija i način radaKonstrukcija i način rada

Ako pomičemo zrcalo Ako pomičemo zrcalo MM22 za za λλ/2 razliku putova /2 razliku putova tada povećamo za tada povećamo za λλ

Kao rezultat opažač vidi Kao rezultat opažač vidi kako se svijetle kako se svijetle kružnice/pruge kružnice/pruge pomaknu u ravnini pomaknu u ravnini nastajanja nastajanja inteferencijske slikeinteferencijske slike

12 22 dd

Konstrukcija i način radaKonstrukcija i način rada

Ako pomaknemo Ako pomaknemo zrcalo Mzrcalo M22 za za λλ/4 /4 razlika putova tada razlika putova tada iznosi iznosi λλ/2/2

Kao rezultat opažač Kao rezultat opažač vidi svijetle vidi svijetle kružnice/pruge na kružnice/pruge na mjestima gdje su mjestima gdje su bile tamne, a bile tamne, a tamne na mjestima tamne na mjestima gdje su bile svijetlegdje su bile svijetle

12 22 dd

Konstrukcija i način radaKonstrukcija i način rada

Ako pomičemo zrcalo Ako pomičemo zrcalo MM22 i brojimo koliko se i brojimo koliko se puta razlika puta puta razlika puta povećala za povećala za λλ (n) tada (n) tada možemo izračunati za možemo izračunati za koliko smo pomaknuli koliko smo pomaknuli zrcalo Mzrcalo M22

12 22 dd

2/npomak

RezultatRezultat

Na taj način, u terminima valne duljine Na taj način, u terminima valne duljine svijetlosti, definirana je jedinica za svijetlosti, definirana je jedinica za dužinu – metar (1,553,163.5 valnih dužinu – metar (1,553,163.5 valnih duljina crvene svjetlosti) duljina crvene svjetlosti)

Michelson je za svoje mjerenje primio Michelson je za svoje mjerenje primio Nobelovu nagradu 1907.Nobelovu nagradu 1907.

Simulator sa kojim se možete poigrati:Simulator sa kojim se možete poigrati:http://www.physics.uq.edu.au/people/mcintyre/applets/michelson/michelson.html

LiteraturaLiteratura

Skrpite i predavanja iz općih fizika, Skrpite i predavanja iz općih fizika, Zagreb 2006.-2008.Zagreb 2006.-2008.

Feynman, Leighton, Sands (1977): The Feynman Lectures on physics

Hvala na pozornosti !Hvala na pozornosti !