Masurarea indicelui de refractie al aerului cu un interferometru Mach-Zehnder

Masurarea indicelui de refractie al aerului cu un interferometru Mach-Zehnder

In experimentul Masurarea indicelui de refractie al aerului cu un interferometru Mach-Zehnder, este determinat indicele de refractie al aerului. Pentru a realiza acest lucru, o camera evacuabila este plasata in calea unuiul dintre fasciculele componente ale interferometrului Mach-Zehnder. Evacuarea treptata a camerei modifica lungimea optica a fasciculului respectiv.

Obiectivele experimentului includ:

Asamblarea interferometrului Mach-Zehnder.

Observarea modificarii modelului de interferenta in timpul evacuarii camerei plasate in calea fasciculului.

Determinarea indicele de refractie al aerului.

Principiile de baza ale interferometriei definesc o metoda extrem de precisa si sensibila pentru determinarea schimbarilor de lungime, densitate a straturilor, indici de refractie si lungimi de unda. Interferometrul Mach-Zehnder, similar cu interferometrul Michelson, face parte din familia interferometrelor cu doua fascicule. Principiul sau de functionare este urmatorul:

Fasciculul coerent de lumina furnizat de o sursa adecvata este divizat in doua parti de un component optic. Aceste fascicule partiale urmeaza trasee diferite, sunt deviate folosind oglinzi si sunt directionate catre un alt component optic, unde se combina si se suprapun. Rezultatul este un model de interferenta. Daca lungimea de drum a unuia dintre aceste fascicule partiale, adica produsul dintre indicele de refractie si lungimea geometrica, se modifica, aceasta produce o deplasare de faza fata de fasciculul nemodificat. Acest lucru cauzeaza o schimbare in modelul de interferenta, ceea ce ne permite sa tragem concluzii despre modificarile in calea optica.

Spre deosebire de interferometrul Michelson, fasciculele de lumina nu sunt reflectate una in cealalta dupa divizare, ci calatoresc pe trasee separate pana cand sunt recombine. Ca rezultat, masuratorile pe materiale transparente, cum ar fi masuratorile indiceului de refractie, sunt mai usor de inteles si de urmarit, ceea ce face ca aceste experimente sa fie mai bune pentru invatarea aspectelor practice. Totusi, nu este posibila determinarea modificarilor in lungimea drumului geometric.

Pentru a determina indicele de refractie al aerului, o camera evacuabila este plasata in calea unuia dintre fasciculele partiale ale interferometrului. Lungimea optica a acestui fascicul partial este modificata in timpul experimentului prin evacuarea acestei camere. Apoi, putem determina indicele de refractie al aerului pe baza modificarii modelului de interferenta si a schimbarii corespunzatoare a presiunii. Aceasta masurare poate fi efectuata si cu interferometrul Michelson; cu toate acestea, ar trebui sa luam in considerare ca fasciculul parcurge camera de doua ori in acest caz.