[물리실험] Michelson 간섭계 & Fabry 간섭 (마이켈슨 간섭계, 패브리 간섭)
[실험1] 마이켈슨 간섭계
마이크로미터를 돌려서 거울을 앞뒤로 이동 시켰더니 스크린에 비추어지는 원형의 무늬는 안으로 오므라들면서 이동하였다. 마이크로미터의 움직인 거리를 눈금으로 측정하고 이때 오므라들어 소멸되는 원형 무늬의 개수를 세어서 이것들로부터 레이저의 파장을 구할 수 있다. 마이크로미터가 움직인 거리를 d라하고 무늬의 소멸 개수를 N이라 하자. 그러면 허광원 S1의 이동거리는 거울의 이동거리의 2배가 되어서 2d이다.
2d = Nλ
위의 식으로부터 레이저의 파장을 정확하게 측정할 수 있다.
| 횟수 | 20회 |
| 경로차 | 6.28 |
| 파장 | 0.628 |
※ 실제 알려진 헬륨 네온 레이저의 파장은 0.6328㎛이다.
[실험2] Fabry 간섭
빛의 파장은 회절격자나 파브리-페로(Fabry-Perot)간섭계로 훨씬 더 정밀하게 측정할 수 있다. 그래서 마이켈슨 간섭계는 매질속에서 빛의 속도를 구하여 그 매질의 온도 분포를 측정하거나, 물체의 미소한 이동거리를 정밀하게 측정하는데 주로 쓰인다.
실제 두 광파의 경로차의 변화는 한 경로에 대한 직접적인 거리 변화 방법 외에도 한쪽 팔에 유리판과 같은 고체 매질 혹은 유제 기체 등을 놓음으로써 위상차에 변화를 줄 수 있었다.
※ 이번 실험을 하면서 간섭무늬가 왜 원형일까 하는 의문이 들었다. 레이저가 볼록렌즈에 의해 구면파로 퍼져나가기 때문에 스크린에 가운데가 밝고 무늬가 동심원인 간섭무늬가 생긴 것이라 생각한다.
2021.09.23 - [물리실험] 광센서를 이용한 빛의 회절 및 간섭
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