Determinarea lungimii de unda a luminii unui laser He-Ne folosind un interferometru Michelson – Configurare pe banca optica

Determinarea lungimii de unda a luminii unui laser He-Ne folosind un interferometru Michelson – Configurare pe banca optica

In experimentul Determinarea lungimii de unda a luminii unui laser He-Ne folosind un interferometru Michelson – Configurare pe banca optica, un interferometru Michelson este asamblat pe o banca optica. Lungimea de unda a unui laser He-Ne este determinata prin schimbarea modelului de interferenta atunci cand se misca unul dintre mirrorul interferometrului cu o anumita distanta.

Obiectivele Experimentului:

• Configurarea Interferometrului Michelson: Asamblarea si configurarea unui interferometru Michelson pe o banca optica.
• Observarea Schimbarilor in Modelul de Interferenta: Studierea modificarilor in modelul de interferenta atunci cand se deplaseaza unul dintre mirrorul interferometrului.
• Determinarea Lungimii de Unda a Luminii Laserului: Calcularea lungimii de unda a luminii emise de laserul He-Ne folosind deplasarea mirrorului interferometrului.

Principii:

Interferometria este o metoda de masurare extrem de precisa si sensibila, utilizata pentru a determina variatii in lungimi, grosimea stratului, indicele de refractie si lungimile de unda, printre altele. Interferometrul Michelson este un tip de interferometru cu doua fascicule de lumina si functioneaza pe urmatorul principiu:

Un divizor de fascicul (oglinda semipermeabila) imparte fasciculul de lumina coerent provenind de la o sursa de lumina adecvata in doua parti.

Aceste fascicule de lumina urmeaza trasee diferite, sunt reflectate inapoi, apoi sunt reunite si urmeaza acelasi traseu din nou. Un model de interferenta apare din suprapunerea undelor de lumina. Daca lungimea optica a unuia dintre aceste fascicule de lumina se schimba, adica produsul dintre indicele de refractie si lungimea geometrica se modifica, atunci aceasta experimenteaza o schimbare de faza in comparatie cu fasciculul nerestrictionat.

Acest lucru modifica modelul de interferenta, ajutand la identificarea schimbarilor in indicele de refractie sau lungimea geometrica, daca cealalta variabila ramane constanta.

Astfel, diferentele in lungimea geometrica pot fi determinate pentru un indice de refractie constant, cum ar fi schimbarile in lungimea materialelor datorate caldurii sau influentei campurilor electrice sau magnetice. Daca, in schimb, lungimea geometrica ramane constanta, pot fi determinate indici de refractie sau chiar parametri si actiuni care modifica indicele de refractie. Aceste variabile pot fi schimbari in presiune, temperatura sau densitate.

Masurarea lungimii de unda a luminii laserului se bazeaza pe deplasarea, cu ajutorul unui mecanism de ajustare fina, a unuia dintre mirrorurile plane cu o distanta precisa Δs, ceea ce modifica lungimea optica a fasciculului de lumina afectat. In timpul acestei deplasari, benzile de interferenta se misca pe ecranul de observatie. Evaluarea se bazeaza pe numararea fie maximelor, fie minimelor de intensitate care trec printr-un punct definit pe ecranul de observare in timpul deplasarii plane a mirrorului.

Acest experiment ofera participantilor oportunitatea de a aplica principiile interferometriei in determinarea precisa a lungimii de unda a luminii laserului He-Ne, invatand cum sa configureze si sa utilizeze un interferometru Michelson pe o banca optica.

Este un experiment complex si informativ care le permite participantilor sa exploreze si sa inteleaga fenomenele complexe ale interferentei si proprietatile luminii laser. Prin manipularea unui interferometru Michelson pe o banca optica, acestia pot dobandi cunostinte profunde despre comportamentul luminii in conditii interferentiale si pot aplica aceste cunostinte in domenii precum fizica cuantica, optica si tehnologii optice avansate.