چهارشنبه, 28 شهریور 1397

به سـایـت هـیـجـان بـا نـور و لـیـزر خـوش آمـدیـد

بـخـش آزمـایـشـگـاه را حـتـما مـشـاهـده کـنـیـد

مـنـتـظـر نـظـرات شـمـا هـسـتـیـم

سوالات خود را از طریق بخش "از متخصص نور بپرس" ارسال کنید

اگر ایده ای دارید در بخش "کار های شما" می توانید برای ما ارسال کنید

 خــــوش آمـــــدیـــــــد 
یک تداخل سنج بسازید!.......................................................................................تداخل سنجی


استفاده از مطالب این سایت، بدون ذکر منبع، مجاز نمی باشد.

 

تداخل سنج مایکلسون بسازید!

تداخل سنجی

 

مقدمه

وقتی دو باریکه نور همدوس از یک منبع نور پس از طی مسیرهای مختلف دوباره به یکدیگر برسند می توانند با هم تداخل کنند. تداخل از نشانه های موجی بودن نور است و منظور از تداخل دو باریکه این است که دو موج با هم برهم نهی دارند. در مکانهایی که هر دو موج با فاز یکسانی به آنجا می رسند، تداخل سازنده اتفاق می افتد و روشن می شود ولی در مکانهایی که فازها مخالف هستند برآیند صفر می شود و تداخل مخرب تجربه می شود.

 

 

 

پدیده های تداخلی به صورت انواع مختلف طرحی شده اند که هر کدام برای منظوری پیشنهاد شده اند. می توان تمام آنها را بر اساس نحوه ی تقسیم نور به دو دسته تفکیک کرد بر اساس تقسیم جبهه موج و بر اساس تقسیم دامنه. دو شکاف یانگ مثال بارزی از تداخل بر اساس تقسیم جبهه موج است که در آن دو شکاف عمل تقسیم جبهه ی موج نور فرودی را انجام می دهند. مثال بارز تداخل بر اساس تقسیم دامنه، تداخل سنج مایکلسون می باشد که یک تقسیم کننده نور، باریکه ورودی را به دو دسته باریکه با شدت یکسان تقسیم می کند. سپس دو باریکه جدا شده، دو مسیر متفاوت نوری را پیموده و در نهایت دوباره با یکدیگر ترکیب می شوند. اگر اختلاف راه دو مسیر اپتیکی زیاد نباشد، تداخل ایجاد می شود. تداخل سنج ابزاری برای بررسی تداخل نور و استفاده از این پدیده ی مهم می باشد.

 

هدف:

در این آزمایش قصد داریم با تقسیم دامنه ی نور، به بررسی پدیده تداخل در تداخل سنج مایکلسون بپردازیم.

 

چه می خواهیم انجام دهیم و به چی نیاز داریم:

برای ساخت نمونه تداخل سنج مایکلسون به اقلام زیر نیاز داریم:

-لیزر با پایه مناسب

-یک نیم آینه و دو آینه تخت با پایه مناسب

 

آزمایش (مقدماتی):

تداخل سنج مایکلسون شامل یک تقسیم کننده پرتو که ممکن است جنس آن از یک صفحه شیشه ای باشد که روی یک سطح آن اندکی نقره اندود شده است تا بجای بازتاب کامل نور مثل یک آینه، بخشی از نور را بازتاب و بخش دیگر را عبور دهد. این تقسیم کننده نور با زاویه 45 درجه در مقابل لیزر میگیرند تا آنها را در مسیر اولیه بازگردانند. پس از بازتابش توسط آینه ها، دو باریکه دوباره به تقسیم کننده نور می رسند و برهم نهی آنها در راستای عمود بر راستای نور ورودی از تقسیم کننده خارج می شود. یکی از باریکه ها از تقسیم کننده بازتاب می کند و دیگری از آن عبور می کند تا دو باریکه ای که جدا شده بودند و مسیرهای متفاوتی را طی کرده بودند دوباره در یک راستا منتشر شوند. اگردر چیدن قطعات دقت کافی شود و در مسیر نور خروجی پرده ای قرار دهیم باید شاهد حلقه ها یا نوارهای تداخلی روی پرده باشیم. البته هرگونه ارتعاش یا دست زدن به میز و یا شل بودن قطعات ممکن است ایجاد اشکال کند و نوارها دیده نشوند. همچنین بهتر است برای شروع دو بازوی تداخل سنج طول مساوی داشته باشند. قرار می گیرد تا دو باریکه عمود بر هم با شدت تقریبا مشابه ایجاد کند. دو آینه تخت M1 و   M2  در مقابل این دو باریکه قرارمیدهیم.

 

 

حرکت نسبی بین دو آینه به اندازه نصف طول موج تابیده شده، باعث می شود که شدت پرتو خروجی در مدت زمان یک دوره تناوب تغییر نماید.

 

آزمایش (پیشرفته تر):

پس از مشاهده نوارهای تداخلی می توانید اثر عواملی از قبیل قرار دادن یک شیشه سر راه یکی از بازوها، روشن کردن شمع در مسیر یک بازو یا ارتعاش محیط را بررسی کنید.

 

به چه کار می آید:

تداخل سنج مایکلسون برای اندازه گیری طول موج نامعلوم، تعیین دقیق مقدار استاندارد واحد متر و همچنین برای مطالعه ساختارهای  ظریف خطوط طیفی بکار می رود. همچنین این تداخل سنج قادر به اندازه گیری تغییر مکانهای افقی دقیق در حد طول موج می باشد و در نمایش دقیق جابجایی افقی نیز کاربرد دارد. برای ارزیابی و تخمین تغییر ضریب شکست و اعوجاج ناشی از تغییر ضریب شکست نیز می توان از این تداخل سنج استفاده کرد.

 

سؤال پیشنهاد ونکته:

- فکر می کنید نور واگرا بهتر نوارها را نشان می دهد یا نور موازی.

- برای پایداری نوارها و جلوگیری از ارتعاش چه پیشنهادی دارید.

- از آنجا که تداخل نتیجه اختلاف راه نوری بین دو باریکه است و راه نوری به طول مسیر و ضریب شکست بستگی دارد، حساسیت دستگاه را برای تغییر ضریب شکست تخمین بزنید.

- اگر یکی از آینه ها دقیقا عمودی نباشد چه می بینید.

- نوارهای دایره ای کامل نشانه چیست.

- چطور می توان طول همدوسی لیزر را با این دستگاه تخمین زد.

- آیا می توانید با این ابزار سرعت نور را اندازه گیری کنید؟

 

آزمایشهای مرتبط:

تداخل سنجهای دیگر – تداخل دو شکاف یانگ

 

بیشتر بدانید:

تداخل و تداخل سنجی

 

 

بازگشت


Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info