Cos'è l'interferometro di Michelson?
Un interferometro Michelson è un dispositivo che divide un raggio di luce, rimbalza i due raggi da specchi separati e li ricombina da percorsi diversi. All'interno dello strumento, uno specchio mobile cambia il percorso di un raggio. Quando i due raggi luminosi si incontrano di nuovo, interferiscono l'uno con l'altro; è incluso un rilevatore per misurare i cambiamenti di intensità. I modelli creati sono stati usati per studiare le proprietà ondulatorie della luce, quindi questi principi possono essere applicati ad altre misurazioni. Molti interferometri a due raggi si basano sull'interferometro di Michelson, inventato da Albert Abraham Michelson nei primi anni del 1890.
La struttura di base dell'interferometro di Michelson è costituita da due specchi che si trovano perpendicolari l'uno all'altro e un beamsplitter montato con un angolo di 45 ° su ciascun specchio. Uno specchio può girare da una parte o dall'altra. Quando la luce entra nel dispositivo, colpisce un beamsplitter che riflette parte della luce e trasmette un'altra parte. Ogni raggio colpisce uno specchio separato. Quando vengono riflessi, i cambiamenti nella posizione di uno specchio alterano il percorso di un raggio per modificare l'effetto di interferenza.
L'intensità del raggio può quindi essere misurata rappresentando graficamente l'intensità rispetto alla differenza di percorso, su un grafico chiamato interferogramma. Questa prima forma di interferometro è stata utilizzata nello sviluppo di strumenti in grado di misurare le radiazioni a intervalli specifici nello spettro luminoso. La spettroscopia di trasformata di Fourier si basa sull'interferometro di Michelson, che è in grado di creare un'immagine di tutte le lunghezze d'onda nel campione di luce. L'interferometro può anche accettare più luce rispetto ad altri strumenti ed è più sensibile, specialmente alla luce infrarossa.
Un interferometro Michelson può essere utilizzato per misurare la lunghezza d'onda di sostanze specifiche, come sodio o elio. La sua capacità di rilevare gas e vari altri elementi è utile nel monitoraggio del contenuto dell'atmosfera. Il dispositivo viene talvolta utilizzato dagli astronomi per misurare le dimensioni e la composizione di altri pianeti e stelle lontani anni luce. Per l'uso nello spazio, gli interferometri possono anche rilevare come i fluidi sono influenzati dalle correnti di convezione, al fine di misurare la forza di gravità.
Varie formule matematiche sono utilizzate per interpretare i risultati di un interferometro di Michelson. Gli angoli, l'intensità del raggio e le lunghezze d'onda della luce devono essere compresi da una prospettiva numerica. Una corretta istruzione ed esperienza aiuta a capire cosa significano le misurazioni e ad applicare i principi di base al funzionamento del dispositivo, in qualunque applicazione venga utilizzato.