Co to jest interferometr Michelsona?

Interferometr Michelsona to urządzenie, które rozdziela wiązkę światła, odbija dwie wiązki od oddzielnych lusterek i łączy je z różnych ścieżek. Wewnątrz instrumentu poruszające się lustro zmienia ścieżkę jednej wiązki. Kiedy dwie wiązki światła znów się łączą, przeszkadzają sobie; dołączony jest detektor do pomiaru zmian intensywności. Utworzone wzory zostały wykorzystane do badania podobnych do fal właściwości światła, więc zasady te można zastosować do innych pomiarów. Wiele interferometrów dwuwiązkowych opiera się na interferometrze Michelsona, który został wynaleziony przez Alberta Abrahama Michelsona na początku lat 90. XIX wieku.

Podstawowa struktura interferometru Michelsona składa się z dwóch zwierciadeł, które są ustawione prostopadle względem siebie, oraz z dzielnika wiązki zamontowanego pod każdym kątem pod kątem 45 °. Jedno lustro może się obrócić w jedną lub drugą stronę. Kiedy światło dostaje się do urządzenia, uderza w dzielnik wiązki, który odbija część światła i przesyła inną część. Każda wiązka uderza w osobne lustro. Po odbiciu wstecznym zmiany położenia jednego lustra zmieniają ścieżkę jednej wiązki, zmieniając efekt interferencji.

Intensywność wiązki można następnie zmierzyć, wykreślając natężenie w funkcji różnicy ścieżki, na wykresie zwanym interferogramem. Ta wczesna forma interferometru została wykorzystana do opracowania instrumentów, które mogą mierzyć promieniowanie w określonych zakresach widma światła. Spektroskopia z transformacją Fouriera oparta jest na interferometrze Michelsona, który jest w stanie stworzyć obraz wszystkich długości fali w próbce światła. Interferometr może również przyjmować więcej światła niż inne instrumenty i jest bardziej wrażliwy, szczególnie na światło podczerwone.

Interferometr Michelsona można zastosować do pomiaru długości fali określonych substancji, takich jak sód lub hel. Jego zdolność do wykrywania gazów i różnych innych pierwiastków jest przydatna w monitorowaniu zawartości atmosfery. Urządzenie jest czasem używane przez astronomów do mierzenia wielkości i składu innych planet i gwiazd odległych o lata świetlne. Do stosowania w przestrzeni kosmicznej interferometry mogą także wykrywać wpływ prądu konwekcyjnego na płyny w celu pomiaru siły grawitacji.

Do interpretacji wyników interferometru Michelsona stosuje się różne wzory matematyczne. Kąty, intensywność wiązki i długości fali światła należy rozumieć z perspektywy numerycznej. Odpowiednie wykształcenie i doświadczenie pomaga zrozumieć, co oznaczają pomiary, i stosować podstawowe zasady do działania urządzenia, niezależnie od zastosowania, w którym jest używane.