マイケルソン干渉計とは何ですか？

マイケルソン干渉計は、光のビームを分割し、2つのビームを別々のミラーで反射し、異なるパスからそれらを再結合するデバイスです。 機器内では、可動ミラーが1つのビームの経路を変更します。 2つの光線が再び合体すると、互いに干渉します。 強度の変化を測定するための検出器が含まれています。 作成されたパターンは、光の波のような特性の研究に使用されているため、これらの原理は他の測定にも適用できます。 多くの2ビーム干渉計は、1890年代初期にアルバートアブラハムマイケルソンによって発明されたマイケルソン干渉計に基づいています。

マイケルソン干渉計の基本構造は、互いに垂直に配置された2つのミラーと、各ミラーに対して45°の角度で取り付けられたビームスプリッターで構成されています。 1つのミラーは、どちらかの側に向けることができます。 デバイスに光が入ると、ビームスプリッターに当たり、光の一部を反射し、別の部分を透過します。 各ビームは別々のミラーに当たります。 反射して戻ると、1つのミラーの位置の変化により1つのビームの経路が変化し、干渉効果が変化します。

ビーム強度は、インターフェログラムと呼ばれるチャートで強度と経路の差をグラフ化することで測定できます。 この初期の干渉計は、光スペクトルの特定の範囲の放射線を測定できる機器の開発に使用されています。 フーリエ変換分光法はマイケルソン干渉計に基づいており、光サンプル内のすべての波長の画像を作成できます。 干渉計は、他の機器よりも多くの光を受け入れることもでき、特に赤外線に敏感です。

マイケルソン干渉計を使用して、ナトリウムやヘリウムなどの特定の物質の波長を測定できます。 ガスやその他のさまざまな要素を検出する機能は、大気の内容を監視するのに役立ちます。 このデバイスは、天文学者が光年離れた他の惑星や星のサイズと組成を測定するために時々使用します。 宇宙で使用する場合、干渉計は、重力を測定するために、流体が対流によってどのように影響を受けるかを検出することもできます。

マイケルソン干渉計の結果を解釈するには、さまざまな数式が使用されます。 角度、ビーム強度、および光の波長は、数値の観点から理解する必要があります。 適切な教育と経験は、測定値が何を意味するのかを理解し、デバイスがどのアプリケーションで使用されている場合でも、デバイスの動作に基本原則を適用するのに役立ちます。