Интерферометр Майкельсона

[anufrieva]

Добрый вечер, меня интересует вопрос, если бы интерферометр Майкельсона вращали бы в вертикальной плоскости, то получили бы сдвиг полос? Или такой эксперимент тоже дал бы нулевой результат. Как ведет себя луч света, который проходит через гравитационный градиент? То, что он искажается в гравитационном поле - понятно, а если вектор распространения света лежит на радиусе гравитирующего объекта, то скорость света меняется?

[Munin]

anufrieva в сообщении #806665 писал(а):

Добрый вечер, меня интересует вопрос, если бы интерферометр Майкельсона вращали бы в вертикальной плоскости, то получили бы сдвиг полос?

Чисто техническая проблема: если прибор повернуть вертикально, то он начнёт провисать на опорах, и вся его геометрия сильно исказится. Гораздо сильнее, чем чувствительность интерферометра.

Но были и опыты, аналогичные опыту Майкельсона-Морли, в вертикальной плоскости. Только там прибор не вращался, а был неподвижен: вращалась Земля.

anufrieva в сообщении #806665 писал(а):

Как ведет себя луч света, который проходит через гравитационный градиент?

Загибается вниз.

anufrieva в сообщении #806665 писал(а):

а если вектор распространения света лежит на радиусе гравитирующего объекта, то скорость света меняется?

Зависит от того, в какой системе координат её мерять. Локальные приборы скажут, что скорость света не меняется. А при взгляде издалека - что замедлится.

[anufrieva]

Господин Munin, спасибо за ответы!

Munin писал(а):

Чисто техническая проблема: если прибор повернуть вертикально, то он начнёт провисать на опорах, и вся его геометрия сильно исказится. Гораздо сильнее, чем чувствительность интерферометра.

Поясните пожалуйста на следующей схеме (упростила интерферометр):
1. Опора на которой закреплен лазер.
2. Луч лазера светит в направлении зеркала, которое закреплено на том же основании и отстоит от лазера на некотором расстоянии.
3. Луч лазера отражаясь от зеркала интерферирует с лучом который идет к зеркалу, попадает на экран, который закреплен сзади лазера.
4. На экране будет видна интерференционная картина.

а. Я правильно понимаю, что расстояние между лазером и зеркалом на интерференционную картину не влияет (кроме, яркости, конечно)?
б. На картину влияет угол между лучом лазера приходящем на зеркало и лучом отраженным?

Я сейчас собираю интерферометр для курсовой работы, хотелось бы заодно проверить его работу в вертикальной плоскости.

Правильно ли я Вас поняла, чтобы выявить, что деформации в вертикальной плоскости действительно влияют на эксперимент, нужно проделать опыт в вертикальной плоскости, при этом получив 1 результат, а потом утяжелив зеркало в 2 раза, проверить результат, который должен быть другим. Так?

И еще можно будет сделать так: посмотреть на интерференционную картину когда прямая, которую образует лазер и зеркало перпендикулярна горизонтальной плоскости выровненной по уровню, при этом лазер будет снизу. Потом повернуть все на 180 градусов. Картины должны совпасть, т.к. деформация будет одна и та же, так?

Munin писал(а):

Но были и опыты, аналогичные опыту Майкельсона-Морли, в вертикальной плоскости. Только там прибор не вращался, а был неподвижен: вращалась Земля.

Можете ссылкой поделиться, я что-то ничего найти не могу?

[Munin]

Я по вашему словесному описанию не могу нарисовать картинку. Получается, что лазер светит в две стороны? Или как луч попадает на экран сзади лазера (не отражённый от зеркала, а опорный)?

По поводу экспериментальной техники: к сожалению, я в ней не спец. Вам стоит поговорить с кем-то, имеющим практический опыт с лазерами и интерферометрическими опытами, потому что тут могут быть такие подводные камни, которые я вообразить не могу. Тоннами. Если вы не будете к ним заранее готовы, то запорете курсовик.

anufrieva в сообщении #807573 писал(а):

Можете ссылкой поделиться, я что-то ничего найти не могу?

К сожалению, нет, не догадался тогда сохранить ссылок. Он должен упоминаться где-то в библиографии по эксперименту Майкельсона-Морли или по round-trip speed of light.

[anufrieva]

Munin писал(а):

Я по вашему словесному описанию не могу нарисовать картинку. Получается, что лазер светит в две стороны? Или как луч попадает на экран сзади лазера (не отражённый от зеркала, а опорный)?

Ход луча: 1. лазер, 2. зеркало, 3. отражение от зеркала (после отражения луч идет в обратном направлении) 4. экран (находится сзади лазера).

[Munin]

Хорошо, а второй луч?

[anufrieva]

Munin в сообщении #807616 писал(а):

Хорошо, а второй луч?

До зеркала - 1-ый луч, после зеркала (отраженный) - 2-ой (варьируя углом расхождения лучей можно получить интерференционную картину на экране). Этого достаточно чтобы наблюдать интерференцию.

[Munin]

anufrieva в сообщении #807627 писал(а):

Этого достаточно чтобы наблюдать интерференцию.

Да, только где? Между лазером и зеркалом - можно. А позади лазера-то как?

Чего вам стоит рисунок нарисовать, я не понимаю?

[anufrieva]

Я особо красиво рисовать не умею, экран на рисунке - синенький, на нем будет видна интерференционная картина, отраженный луч лазера на экран можно не выводить, я для простоты пока собираю такую схему, т.к. та, которая с полупрозрачным зеркалом мне кажется сложнее калибруется и воздействию деформаций более подвержена.

[Munin]

anufrieva в сообщении #807671 писал(а):

экран на рисунке - синенький, на нем будет видна интерференционная картина

Ну а как она на нём будет видна, если на него попадает только одна волна-то? Вы вообще знаете, что такое интерференция?

[anufrieva]

Munin писал(а):

Ну а как она на нём будет видна, если на него попадает только одна волна-то? Вы вообще знаете, что такое интерференция?

Извините, наверное я в голове держу много деталей, которые нужно было бы уточнить. Поэтому они мне понятны, а других могут вводить в заблуждение.

Поясню, что процесс взаимодействия зеркала и лазера, я рассматриваю так: зеркало это 2 поверхности от которых отражается свет, т.е. когда луч лазера доходит до поверхности стекла зеркала, он отражается и идет отраженным путем, но в тоже время луч который не отразился от стекла зеркала продолжает свой путь до посерябренной поверхности и отражается от нее в том же направлении что и первый луч, хотя ширина зеркала мала, но этого больше чем достаточно, чтобы фиксировать интерференционную картину.



Что такое интерференция - да, надеюсь, что знаю - это усиление/ослабление амплитуды волн (в конкретном множестве точек пространства), в зависимости от соотношения фаз этих волн, устойчивое во времени явление.

[Munin]

Вообще в оптике берут зеркала не бытовые, а наоборот, без стеклянного покрытия.

Непонятно, в таком случае, зачем вам отражать луч назад. Вбок не менее удобно.

[anufrieva]

Munin в сообщении #807814 писал(а):

Вообще в оптике берут зеркала не бытовые, а наоборот, без стеклянного покрытия.

Непонятно, в таком случае, зачем вам отражать луч назад. Вбок не менее удобно.

Вбок неудобно тем, что нужно тогда большую ширину штанги брать (чтобы сбоку разместить экран), я планирую сделать основание прибора из нержавейки и распиливать под нужную ширину, да и найти нужную ширину будет проблемой. А так все компактно ляжет на ширине 100мм.

[Munin]

Ещё один момент. В бытовом зеркале стеклянная пластина - не тонкая плёнка, и не даст хорошей интерференционной картины.

[rustot]

anufrieva в сообщении #807751 писал(а):

Поясню, что процесс взаимодействия зеркала и лазера, я рассматриваю так: зеркало это 2 поверхности от которых отражается свет, т.е. когда луч лазера доходит до поверхности стекла зеркала, он отражается и идет отраженным путем, но в тоже время луч который не отразился от стекла зеркала продолжает свой путь до посерябренной поверхности и отражается от нее в том же направлении что и первый луч, хотя ширина зеркала мала, но этого больше чем достаточно, чтобы фиксировать интерференционную картину.

если провести такую интерференцию между лучами отраженными от передней задней поверхности пленки, то интерферометр будет измерять время, проведенное одним из лучей в пленке. он же измеряет разность времени двух лучей в пути, а она будет отличаться только на эту величину. в чем цель данной схемы кроме измерения толщины отражающей пленки по известной скорости света в ней или наоборот скорости света в ней при известной ее толщине?