Recommended
More Related Content
Similar to Michelson interferometer
Similar to Michelson interferometer (11)
More from QahtannRose
More from QahtannRose (9)
Michelson interferometer
- 1. 7 № .Optics Lab- Exp اىغــــــــــشض ٍِ اىرعشتـــــــــــــــح : Albert Abraham Michelson 1391 – 2581 1. دساعــــــــح ذذاخـــــــو اىَ٘ظــــــــاخ اىع٘ئٞـــــــــح تاعرَــــــاد ٍثــــــذأ ذقغــٌٞ ععــــــح اىَ٘ظـــــــــح ).(Amplitude Division 2. اعرخــــذاً هــإشج اىرذاخــــــــو ىقٞــاط اىلــ٘ه اىَــ٘ظٜ ىعــــــ٘ء اؼـــــــادٛ اىلــــــ٘ه اىَ٘ظــــــــٜ )ٍ (Monochromaticصــو ظــــــــ٘ء ىٞــ ــضس He-Neاٗ ىٞــــــــضس شـــثـــــــٔ اىَــ٘صـــو )(Laser Diodeاٗ ظـ٘ء ٍصثاغ اىص٘دًٝ٘ ).(Sodium Lamp 3. اٝعــــاد فــــشط اىلــــــــ٘ه اىَـ٘ظــــــــٜ )(Wavelength Difference ىَــــ٘ظرِٞ ٍرقــــاسترِٞ فــــٜ اىلــــ٘ه اىَــــ٘ظٜ (خلــــٜ ظــــ٘ء اىصــــ٘دًٝ٘ ).)(Sodium Light D1 & D2 Lines االظٖــــــــــــــضج اىَغرخذٍــــــــــــــح : ٍقٞـــــاط اىرذاخــــــو ىـــ ٍاٝنيغــــِ ،عذعــح الٍــح )، (F=+20 cm ؼاٍــو عذعــــح ، ىٞــضس He-Neاٗ ىٞــضس شــثٔ اىَ٘صــو ) ، (Laser Diodeشاشــح ) (Screenقٞاط ) ٍْ ، (300 × 300mmعذج ظ٘ئٞح ). (Optical Bench ذـؽـزٝـــــــــــــــــــش!!! )(Warning ذعْـــة اىْ ــش تصــ٘سج ٍثاشــشج اىــٚ ؼضٍــح اىيٞــضس) (Laser Beamاىَْثعصــح ٍــِ ىٞــضس He-Neاٗ اىــذاٝ٘د اىيٞــضسٛ ) (Laser Diodeالّٖــا ذغــثة اىعَــٚ اىَ قــد ) (Temporal Blindingىيعــِٞ (ٗأؼٞاّــا اىعَــٚ اىــذائَٜ ) Permanent Blindnessىنّٖ٘ــا ذصــٞة شــثنٞح اىعــِٞ ) (Eye’s Retinaتــىرٙ. مــزىل ال ذــذ شخصا اخش ْٝ ش اىٚ االّعناط اىق٘ٛ ىألشعح ٍِ عيٚ اىغل٘غ اىعامغح ). (Glossy Surfaces ٝ شظٚ عذً ٍغل اىعذعاخ ٗاالدٗاخ اىثصشٝح ( ماىَشاٝا اىعامغـح ٗاىرشائـــــػ ّصــــــف اىَفععـح -(Half ) Silvered Glass Platesاالخــشٙ ٍــِ اى٘ظــح اىثصــشٛ ىٖــا ذ فٞــا أذ فٖــا تــو ٝعــة ٍغــنٖا ٍــِ ؼافرٖٞــا اىعاّثٞرِٞ تؽزس ٗدقح . عْــذٍــــــــا ذرـرــــشك ٍـ٘ظـرٞــــــــِ ٍررـــــامٖرٞــــــِ ) ، (Coherent Wavesاٛ ىَٖـــــا ّفــــظ اىرـــــشدد ٍٗخريفرٞــــِ تاىغـــعح ٗتَْٖٞا فشط غ٘س شاتد ) ( (Constant Phase Shiftشاتد ٝقصذ تـٔ عـذً ذغٞـشٓ ٍـ اىــضٍِ اٗ ال ٝعرَــذ عيــٚ اىــضٍِ )، ) (Time Independentذؽــذز هــإشج اىرــذاخو ٗتاالٍنــاُ ٍ ؼ ــح ٕــزٓ اى إشج فٜ اٛ ّ٘ ٍـِ اىَ٘ظـاخ عـ٘اء اىَ٘ظـاخ اىَغرعشظـح اٗ اىَ٘ظـاخ اىل٘ىٞـح . ٝؽـذز اىرـذاخو فـٜ ٕـزٓ اىرعشتح تاىَ٘ظاخ اىع٘ئٞح االؼادٝح اىيُ٘ ٗاىرٜ ٕٜ ٍ٘ظاخ ٍغرعشظح . ذقغٌ ٍقاٝٞظ اىرذاخو اىٚ صْفِٞ اعاعٞٞـــِ َٕــــــــــــا : 1. ٍقاٝٞظ ذعرَذ عيٚ ٍثذأ ذقغٌٞ ظثٖح اىَ٘ظح Wave Front Division 2. ٍقاٝٞظ ذعرَذ عيٚ ٍثذأ ذقغٌٞ ععـح اىَ٘ظح Amplitude Beam Splitting 3102 ,80 Qahtan-Tuesday, October 8 Page 1 of Michelson’s Interferometer 124189207746900+ :Baghdad University – College of Science – Department of Physics – Optics Laboratory Administration, Tele. mobile
- 2. Micrometer 1Mirror M 2Mirror M Lens Coherent Light Source (Na Lamp or )Laser Light He-Ne Laser λ=632.8 nm Compensator Screw Plate C Adjustable Beam Splitter Plate A Michelson’s Interferometer ىــزىل فــاُ ظَٞ ـ ٍقــاٝٞظ اىرــذاخو ٍصــو ذعشتــح ّٝ٘ ـ ، ٍ٘شــ٘س فشْٝٞــو اىَــضدٗض ، ٍــش،ج ى٘ٝــذ ، ٍــش،ج فشْٝٞــو اىَضدٗظح ذعرَذ ٍثذأ ذقغٌٞ ظثٖح اىَ٘ظح اىٚ قغَِٞ تاعرخذاً ٍشاٝا اٗ ؼـ٘اظض (شـق٘ط) . ىنـِ تاالٍنـاُ اٝعـا ذقغٌٞ اىَ٘ظح اىع٘ئٞح تاالّعناط اىعضئٜ تؽٞس ٝصثػ ىعثٖرٜ اىَ٘ظرِٞ اىْاذعرِٞ ّفظ عشض ظثٖـح اىَ٘ظـح االصــيٞح ٗىنــِ ععرإَــــــــــا اقـــــــــــو ، ٍٗقٞــــــــــاط اىرــذاخو ىـــ ٍاٝنيغــــــــــــِ ٕــ٘ اؼــذ إــٌ االٍصــــيح عيــٚ ٕــــــــــــــــزا اىْــــــــــــــ٘ ٍــــــــــــــــِ اىَقاٝٞــــــــــــظ . ٝرـىىف ٍقٞـاط اىرـذاخو ىــ ٍاٝنيغـِ ٍـِ ٍـش،ذِٞ عـاىٞرٜ االّعناعـٞح صـقٞيرِٞ ظـذا َٕـا 1ٗ M2ٗ Mشـشٝؽرِٞ صظاظٞرِٞ ٍغر٘ٝرِٞ ( Bٗ Aاّ ش اىرنو 1 ) ذ٘اصٛ اؼذإَا االخـشٙ . ٝنـُ٘ اىغـلػ اىخيفـٜ ىيرـشٝؽح االٗىـٚ ، (Partiallyىــــــزا فــــــاُ اىعــــــ٘ء االؼــــــادٛ اىيــــــُ٘ (اىرــــــشٝؽح ّ ) Aصــــــف ٍفعــــــط )Silvered (Monochromatic Micrometer ) ، اىقــادً ٍــِ اىَصــذس ٗ Sاىغــــــاقػ عيٖٞــــــا ، 1M عــ٘ي ْٝفــز ٍْٖــا تقــذس 1 Figure ٍا ٝـْعنظ عْٖـا فرر٘ىـذ ؼضٍرــــــــاُ ظــــــــ٘ئٞراُ 2M ٍرغـــــــاٗٝراُ تاىغـــــــعح L ذغــــــــٞشاُ تاذعــــــــإِٞ A C ٍرعاٍذِٝ . ٕزا ٕ٘ ٍثذأ S ذقغٌٞ اىغعح ٗاىرشٝؽح Aذغــَٚ تـــ " شــشٝؽح ذقغـــــٌٞ اىغـــــعح " . اُ اىعــ٘ء االؼــادٛ اىيــُ٘ االذــــــٜ ٍــــــِ اىَصــــــذس Adjustable اىع٘ئٜ ٝ Sغـقػ ، تعـذ Leveling Screws Circular ٍـــــــــــشٗسٓ تاىعذعـــــــــــح Fringes اىَؽذتـــــــــح ، Lعيـٚ اىرـــشٝؽح اىضظاظٞـــح A تعــذ اُ ذععـو اىعذعــح اىؽضٍــح اىعــ٘ئٞح اىْافــزج ٍْٖــا ٍر٘اصٝــح (ىَــارا ) ، ؼٞــس اُ اىَصــــذس اىعــ٘ئٜ ٝقـ فــٜ ت سذٖا . ذععو اىرشٝؽح اىضظاظٞح ٍ Aائيح ً تضاٗٝح قذسٕا )°54( ٍ ٍغاس االشعح اىع٘ئٞح اىقادٍح ٍِ اىَصـذس ٍ ٗىٖزا فاُ ّصف اىلاقح اىغاقلح عيٚ اىرـشٝؽح Aعـرْعنظ ّؽـ٘ اىَـش،ج 1 Mتَْٞـا ْٝفـز اىْصـف اىصـاّٜ خ ىٖـا 3102 ,80 Qahtan-Tuesday, October 8 Page 2 of Michelson’s Interferometer 124189207746900+ :Baghdad University – College of Science – Department of Physics – Optics Laboratory Administration, Tele. mobile
- 3. (اىرــشٝؽح ّ ) Aؽــ٘ اىَــش،ج 2ٗ ، Mمــو ٍــِ ٕــاذِٞ اىؽــضٍرِٞ اىعــ٘ئٞرِٞ ذــْعنظ ، تاىَش،ذٞــِ 2، M1 & M ساظعح ً تْفظ االذعآ ّؽ٘ اىرشٝؽح Aؼٞس عْذٕا ْٝفز ٗٝـْعنظ ظـضء ٍـِ مـو ٍـِ ٕـاذِٞ اىؽـضٍرِٞ . اُ اىعـِٞ اىْاهشج اىٚ اىرشٝؽح ٍِ Aاىعٖـح اىَثْٞـح تاىرـنو عرغـريٌ اىرـعاعِٞ اىعـ٘ئِٞٞ اىقـادٍِٞ ٍـِ اىَـش،ذِٞ اىيـزِٝ ٝرذاخ ُ فَٞا تَْٖٞا ٗفق ششٗغ ٍعْٞح فرْرــط إـذاب ذذاخو ) (Interference Fringesترــــــــنو ؼيقـــاخ دائــشٝـــح ٍرـَـشمــضج )ٍَٗ . (Concentric Circular Ringsا ٝعذس ٍ ؼ رـــٔ اُ اىؽضٍــــــــح اىَْعنغـح عِ اىَش،ج 1 Mذَـش فـٜ اىرـشٝؽح ٍ Aشذـاُ تَْٞـا ذَـش اىؽضٍـح اىَْعنغـح عـِ اىَـش،ج 2ٍ Mـشجً ً ً ٗاؼــذج ً ىـزا ٗظـة ٗظـ اىرـشٝؽح اىضظاظٞـح اىَصـؽؽح (Compensator Plate) Cىرعـ٘ض عـِ فـشط اىَغـاس ٗظعـو ٍغاس اىؽضٍرِٞ فٜ اىضظاض ٍرغاٗ ٍ . ذنُ٘ اىَش،ج 1ٍ Mصثرح عيـٚ ؼاٍـو َٗٝنـِ ذؽشٝنٖـا تاذعـآ ٍغـاس اىؽضٍـح اىغاقلح عيٖٞا ٗاىَْعنغح عْٖا ، مَا َٝنِ قشاءج اىَغافح اىرٜ ذرؽشمٖا اىَـش،ج1 Mعيـٚ ذـذسٝط ٍْاعـة ٗتذقـح ذصــو اىٚ 1/100 mmتـ٘اعلــح اىَاٝنشٍٗٞرش ) ٍِ . (Micrometerاىَغرؽٞو اىؽص٘ه عيٚ اىَْػ اىٖذتٜ اىؽيقــــــــــٜ اىـَرَشمــــض االّــف اىزمـــــــش ٍــا ىــــــٌ ٝرــــٌ ظـعــــــ ــو اىَش،ذٞـــــِ 1ٍ M2 ٗ Mرعـــاٍذذـــــ ــِ ذَـاٍـــــــــــا ً ً )ٝٗ (Extremely Perpendicularرـــــٌ رىـــل ترْ ٞــــــــٌ تشاغــــــــــــــــــٜ اىرغ٘ٝــــــــــــح ) (Leveling Screwsاىَــــــــضٗدج تٖا اىَش،ج 2. M L P P 2L 2 'M1 M ’’ P 1L ’P θ d 2d ’’P Figure 2: Formation of circles on interference 2d ’P θ اىرنو 2 ٝ٘ظػ عَيٞح ذنُ٘ إـذاب اىرـذاخو ؼٞـس ذنـُ٘ ترـنو ؼيقـاخ ٍ دائشٝـح ٍرَشمـضج اىرـٜ َٝنـِ ٍرـإذذٖا عيٚ اىراشح تاىعِٞ اىعشدج ) . (Naked Eyeفٜ اىرنو 2 ،2΄ Mذَصو ص٘سج اىَش،ج اىؽقٞقٞح 2 Mاىَرنّ٘ح ّرٞعح االّعناط عِ اىرـشٝؽح اىضظاظٞـح ، Aفاىْقلـح pىيَصـذس اىعـ٘ئٜ اىؽقٞقـٜ )(Real Light Source عررنُ٘ ىــٖا ص٘سذٞــِ ّرٞعح االّعناط فٜ اىَش،ج 1ٗ Mص٘سج اىَش،ج 2 Mاىرٜ ٕـٜ 2΄ٕٗ Mاذـاُ اىصـ٘سذاُ َٕـا ’ p’’ٗ pاى٘اقعرـاُ عْـذ اىصـ٘سذاُ اىخٞاىٞرـاُ ) (Virtual Imagesىيَصـذس اىؽقٞقـٜ ٗ Lاىيرـاُ َٕـا 1L ٕٜٗ ص٘سج Lاىخٞاىٞح ّرٞعح االّعناط عِ اىَش،ج 1ٗ Mاىص٘سج 2 ٜٕٗ Lص٘سج اىَصذس اىع٘ئٜ Lاىخٞاىٞح ّرٞعح االّعناط عِ اىَش،ج 2΄. M 3102 ,80 Qahtan-Tuesday, October 8 Page 3 of Michelson’s Interferometer 124189207746900+ :Baghdad University – College of Science – Department of Physics – Optics Laboratory Administration, Tele. mobile
- 4. اعرَادا ً عيـــٚ فــــشط اىَغـــــاس اىثصـشٛ ) (Optical Path Shiftتٞــــِ االشعـــــح اىَْعنغـح عــــــِ 1M ٗ 2΄ ، Mفــــــاُ فــــشط اىلـــــــ٘س )َٝ δ (Phase Shift Differenceنِ اُ ٝعلٚ مَا ٝيٜ : δ = kΔ ΄ ؼٞــس اُ Δذَصــو فــشط اىَغــاس اىثصــشٛ تــِٞ اىرــعاعِٞ اىَْعنغــِٞ عــِ اىَــش،ذِٞ 1ٕ k ; M 2 ٗ Mــ٘ اىعــذد اىَ٘ظٜ ٍِ اىرنو 2 : Δ = 2d cos θ * μ ؼٞس اُ َٝ μصو ٍعاٍو اّنغاس اى٘عػ تِٞ اىَش،ذِٞ . 2π • 2d cos θ λ )) μ =1 for air =δ ؼٞس ٕ٘ λاىل٘ه اىَ٘ظٜ ىيع٘ء اىَغرخذً فٜ اىرعشتح . ارا ماُ فشط اىل٘س ٝ δغـاٗٛ ٍعـاعفاخ صـؽٞؽح ىــ ، 2πاٛ عْذٍا ٝنُ٘ فشط اىَغاس اىثصشٛ ٍ Δغاٗٝا ً اىٚ ٍعاعفاخ صؽٞؽح ىيل٘ه اىَـ٘ظٜ ، λفـاُ اىرـذاخو اىْــــاذط ٝنــــُ٘ تْــــاءا ً )ٗ (Constructive Interferenceذنـــــُ٘ إٔــــذاب اىرــــذاخو ؼيقــــاخ ٍرَشمـــــضج ) (Concentric Ringsاىرنو 1 . )1( 2d cos θ mλ ; m 1,2,3,..... ْٕا mذَصو ٍشذثح اىؽيقــح ) ٍ ٍِ . (Ring Orderؼ ـح اىرـنو 2 ٗتاالعـرعاّح تاىع قـح 1 ٝ ؼـ اُ اىَؽـو اىْٖذعٜ ) (Locus Of Pointsىيْقاغ اىرٜ ٝنُ٘ عْذٕا فشط اىَغاس اىثصـشٛ ٍ Δرغـاٗٛ ٕـ٘ ترـنو دائـشج . عْذ عذً ذؽشٝل اىَش،ج اىَرؽشمح ، اىَش،ج 1 ، Mاٛ اُ اىَغافح dشاترح فأّ أٛ ؼيقح ٍَٞٞح (ٍص ً اىؽيقح اىرٜ ٍشذثرٖا 4= ، ) mاٛ اُ قَٞـح mشاترـح ، عـٞنُ٘ اىؽـذ اأَٝـِ ىيع قـح 1 شاترـا ً ) (Constantىنـُ٘ λشاترـا ً تلثٞعرح عيٚ اُ ٝ خز تاىؽغثاُ عذً ذغٞٞش اىع٘ء اىَغرخذً . اٛ اُ : mλ = Cons tan t 2d cos θ = Cons tan t d is cons tan t Therefore cosθ , and hence θ , must be constant ٝ ؼ اُ اىَؽو اىْٖذعٜ ىيْقاغ اىرٜ ذنُ٘ عْذٕا قَٞح اىضاٗٝح θشاترح ٝنُ٘ ترنو دائـشج ٕٗـزا ٕـ٘ عـثة مـُ٘ إذاب َّػ اىرذاخو ؼيقاخ ٍرَشمضج . االُ عْذ ذغٞٞش ٍ٘ق اىَش،ج اىَرؽشمح 2ّ Mغثح ً ىيَش،ج اىصاترح 1 ، Mاٛ اىَغافح ، dتؽٞس اُ ّ dقصد ٍـص ً ، فـىُ اقلــــاس اىؽيقــــاخ ) (Ring Diametersعرقــــو اٝعــــا ً ٍْٖٗـا اىؽيقـح اىََٞٞـح 4= mاٛ اُ قَٞــــح اىضاٗٝح θعرقو ( cosθعٞضداد) تؽٞس ٝثقٚ اىؽذ 2dcosθشاترا الُ mλشاترح ىيؽيقـح اىََٞٞـح 4=ٗ mاىلـ٘ه اىَ٘ظٜ اىزٛ ىٌ ٝرغٞش . اُ ّقصاُ قَٞح اىضاٗٝح ٝ θععو ؼيقاخ اىرذاخو ذرؽشك ٗذقل ٍعاه اىْ ـش ) . (Field Of Viewؼٞـس ذرؽـشك اىؽيقح اىَشمضٝح اىَ يَح ٍص ً ىرؽو ٍؽيٖـا ؼيقـح ٍعـٞ ح ) (Bright Ringشـٌ ٍ يَـح ٕٗنـزا دٗاىٞـل . فـٜ مـو ٍشج ذرؽ٘ه فٖٞا اىؽيقح اىَشمضٝح (اىٖذب اىَشمضٛ) ٍِ ؼيقح ٍ يَح اىٚ ٍعٞ ح ذاسج ً شٌ ٍ يَـــــح ذـاسج ً اخـشٙ ، فىُ اىَش،ج 2 Mذنُ٘ قذ ذؽشمد ٍغـافح قـذسٕا 2 λؼٞـس ٕ λـ٘ اىلـ٘ه اىَـ٘ظٜ ىيعـ٘ء اىَغـرخذً . ارُ ارا مــاُ اىٖــذب اىَشمــضٛ ٍ يَــا ً ٍؽاغــا ً تإــذاب (ؼيقــاخ) ٍعــٞ ح شــٌ ٍ يَــح ، عْذئــز عــرنُ٘ االقلــاس اىضاٗٝــح ) (Angular Diametersى ٕذاب اىَ يَح ٕٜ 1.... θ 3 , θ 2 , θاىخ ٗمَا ٝيٜ : 2d cos θ1 m1λ اىٖذب اىَ يٌ اىَشمضٛ 2d cos θ2 m2 λ اىٖذب اىَ يٌ االٗه تعذ اىٖذب اىَ يٌ 3102 ,80 Qahtan-Tuesday, October 8 Page 4 of Michelson’s Interferometer 124189207746900+ :Baghdad University – College of Science – Department of Physics – Optics Laboratory Administration, Tele. mobile
- 5. اىٖذب اىَ يٌ اىصاّٜ تعذ اىٖذب اىَ يٌ اىَشمضٛ ذنُ٘ قَٞح 2ٍ mغاٗٝح اىٚ : اٍا قَٞح 3 mفرنُ٘ : 2d cos θ3 m 3 λ 1-1m2= m 2-1m3= m ٕٗنزا ىثقٞح اىؽيقاخ ؼٞس ٝقو فشط اىَغاس اىثصشٛ 2dcosθعْذٍا ٝصثػ قلش ؼيقـاخ اىرـذاخو امثـش (اٛ قَٞـح امثــش ىـــ ٗ θتاىرــاىٜ قَٞــح اصــغش ىـــ )cosθؼٞــس ارا اصداد فــشط اىَغــاس اىثصــشٛ عــرقل ؼيقــاخ اىرــذاخو ٍعــاه اىشؤٝا ٗذثذأ تاى ٖ٘س ٍِ ٍشمض اىَْػ اىٖذتٜ اىؽيقٜ اٍا ارا قو فشط اىَغـاس اىثصـشٛ فغـررؽشك ؼيقـاخ اىرـذاخو اٝعا ً ٗىنْٖا ذقل ٍعاه اىشؤٝا ٗذخرفٜ فٜ اىَشمض . Aذْ ٌٞ ٍقٞاط اىرذاخو )(Interferometer Adjustment ٝثِٞ اىرنو 1 ٍخلػ ) (Schematic Diagramىألظٖضج اىَغرخذٍـــــح فٜ ذعشتــــــح ٍقٞـــــاط اىرذاخو ىـ ٍاٝنيغِ . ٘ٝ ظ اىَصذس اىع٘ئٜ االؼادٛ اىل٘ه اىَ٘ظٜ ) (Monochromatic Lightفٜ ت سج عذعـح الٍـح Lراخ تعـــــذ تـ سٛ قصٞـــش ) (F=+20 mmىغـــشض اىؽصـــــ٘ه عيـٚ أشـعح ظـ٘ئٞح ٍر٘اصٝــــــــح عاقلــح عيٚ اىَقٞـــــاط ، اٛ ظَـــــاُ اىؽصـ٘ه عيـٚ ٍصـذس ٍَرـذ ىيعـ٘ء (Extended Source ) . Of Lightاُ اىثقعــح اىع٘ئٞح اىَنثشج ) ٜٕ(Enlarged Light Spotفقػ اىرٜ َٝنِ اىؽصـ٘ه ت٘اعلرٖا عيٚ َّػ اىرذاخو اىؽيقٜ اىَرَشمض . ىغشض اىؽص٘ه عيٚ امثش عذد ٍَنـِ ٍـِ ؼيقـاخ اىرـذاخو اىعيٞـح ىيعٞـاُ ، فـىُ ٍش،ذـٜ اىَقٞــاط1ٗ M 2ٝ Mعـــة أُ ذنّ٘ـــا ٍرعاٍـــذذاُ ذَاٍـــا ً )ٍ (Extremely Perpendicularـــ تععـــَٖا اىـــثعط ، ٗىرؽقٞق رىل فىُ اىعذعح اىَؽذتح ٝ Lعة اُ ذشف ٍـِ عيـٚ اىَصـلثح اىعـ٘ئٞح )(Optical Bench شٌ ذــععو ؼضٍـح ىٞـضس ٕٞيٞـً٘ ـ ّٞـُ٘ ) (Helium-Neon Laserذغـقػ تضاٗٝـح °54 عيـٚ ششٝؽــح ذقغــٌٞ اىغــعح ) ، (Beam Splitterاٛ اىرــشٝؽح ، Aاىرــٜ ذعَــو عيــٚ شــلش اىؽضٍــح االصــيٞح اىــٚ ؼــضٍرِٞ ٍرعاٍــذذِٞ ٍــ تععــَٖا . ٕــاذِٞ اىؽــضٍرِٞ عرْعنغــاُ عْــذ اىَــش،ذِٞ 1 M2 ٗ Mىررــذاخ ) ٍ (Interfereتععَٖا ، عْذ ذؽقق ششٗغ اىرذاخو ، ٍنّ٘رِٞ ؼيقاخ اىرذاخو اىَرَشمضج . تعذ اُ ذشف اىعذعح ، Lفاُ اىْاهـــــــــش ىيراشـــح ) (Screenعٞرإـــــذ تقعرــــــــا ىٞـــــضس (Two ) . Laser Spotsىنــٜ ذرعاٍــذ اىَــش،ذِٞ 1ٝ ، M2 ٗ Mعــة اُ ذرلــاتق ٕــاذِٞ اىثقعرــِٞ ٍ ـ تععــَٖا اىثعــــــــط ٗٝرــــــــــٌ رىـــــــــل ترْ ٞــــــــــٌ تشاغـــــــــٜ اىرغ٘ٝــــــــــــــــح )(Leveling Screws اىَ٘ظــــــ٘دج خيف اىَـــــش،ج 2. M ذ٘ظ اىعذعح Lفٜ غشٝق اىؽضٍـح اىعـ٘ئٞح ىرعَـو عيـٚ ذنثٞـش ) (Enlargeاىثقعـح اىعـ٘ئٞح . عْذئـز عٜ شإذ َّػ ذذاخو عيٚ اىراشـح ٝنـُ٘ فـٜ تـادٙء االٍـش ترـنو ؼـضً ذـذاخو ٍغـرقَٞح (Straight ) Bandsذرؽ٘ه ذذسٝعٞــــــا ً ، ترْ ٌٞ تشاغٜ اىرغ٘ٝح تذقح ٗؼزس، اىـٚ ؼــــضً ٍْؽْٞـــــح (Curved ) Bandsاٗال ً ىرْرط تعذٕا ؼيقـاخ ٍرَشمـضج . اُ ٕـزٓ اىَشؼيـح ٍـِ اىرعشتـح ٍـِ اصـعة اىَشاؼـو ىـزىل ٝعة ذؽشٝل ٗذْ ٌٞ تشاغٜ اىرغ٘ٝح تذقح ٍ تاىغح ٍ تؽٞس ٝذٗس مو تشغٜ تَقذاس 001/1 ٍِ اىذٗسج . Bاىقٞاعـــــــــــــــــــــــــــاخ )(Measurements ٝ عة اأّرثآ اىٚ أّ ٝغريضً ذذٗٝش قشص اىَاٝنشٍٗٞرش ) (Micrometer Dialتْفظ اأذعــــآ دائَـا ً عْذ أخــــز اىقٞاعاخ ٍِٗ اىَفعو ذذٗٝش قشص اىَاٝنشٍٗٞرش تىذعآ ذضاٝذ االسقاً عيـٚ اىقـشص ىرعْـــة اىؽشمح االسذعـاعٞــح ) (Backlash Movementفٜ قشص اىَاٝنشٍٗٞرش . ْٝ ش اىٚ اىؽيقاخ اىَرَشمـضج فـٜ اىـَْػ اىٖذتـــٜ ، شـٌ ٝـذٗس قــــشص اىَـاٝنشٍٗٞرش اىَ٘ظـ٘د فـٜ اىعٖـح اىَْٞٚ اىعيٞـــا ىيَقٞاط تثػء شذٝذ ىرغٞٞش ٍ٘ق اىَش،ج 1ّ Mغثح ً ىيَش،ج اىصاترح 2 Mاٛ ذغٞٞش اىَغـافح 3102 ,80 Qahtan-Tuesday, October 8 Page 5 of Michelson’s Interferometer 124189207746900+ :Baghdad University – College of Science – Department of Physics – Optics Laboratory Administration, Tele. mobile
- 6. dتَْٖٞا . اُ ٍقذاس اىرغٞش تاىَغافح ٕ dـزا ٝنـُ٘ ٍغـاٗٝا ً اىـٚ . Δdاُ ذغٞـش اىَغـافح ٝ dععـو ؼيقـاخ اىرذاخو اىَرَشمضج ذقلــ ٍعــاه اىشؤٝـــــا (اىؽيقاخ ذْثـ ٍـِ ، اٗ ذخرفـٜ فـٜ ، اىَشمـض اعرَـادا ً عيـٚ ؼشمح قشص اىَاٝنشٍٗٞرش) . ٝ ععو ٍشمض اىؽيقــــاخ اىَرَشمضج (ٍشمض اىَْػ اىٖذتٜ ) اٍا تقعح ٍ يَـــــــح ) (Dark Spotاٗ تقعــــح ٍعٞ ــــــــح ) ، (Bright Spotترذٗٝش قشص اىَاٝنشٍٗٞرش ، ٍِٗ اىَفعو اُ ٝنُ٘ ٍشمض اىَْػ تقعح ً ٍ يَــح ً. ىَــارا ذغعــــــو قــش،ءج اىَــاٝنشٍٗٞرش، اىرــٜ ذ ٖــش عيــٚ اىَغــلشج اىصاترــح ٗاىقــشص اىــذٗ اس ىيَــاٝنشٍٗٞرش ، فــٜ ظــذٗه ٍْاعــة . ذغــَٚ ٕــزٓ اىقــش،ءج عــادج ً ° dاىر ـٜ ذنــُ٘ ٍشذثــح اىؽيقــح اىَ يَــح 0. m=m ّ ش اىٚ ٍشمـض اىـَْػ اىٖـذتٜ اىؽيقـٜ ، شـٌ ٝـذٗس قـشص اىَـاٝنشٍٗٞرش تـثػء تاذعـآ ٗاؼـذ (ّفـظ ٛ اذعآ اىرذٗٝش اىغـاتق) ٗذغـعو قـش،ءج اىَـاٝنشٍٗٞرش تعـذ هٖـ٘س اٗ اخرفـاء .....,86 ,15 ,43 ,71 ؼيقـح ٍ يَح ٍِ ٍشمض اىَْػ اىٖذتٜ (ٝرٌ عذ اىؽيقاخ اشْاء ذذٗٝش قشص اىَاٝنشٍٗٞرش) . خ سذة اىقٞاعاخ فٜ ظذٗه ماىَثِٞ فٜ ادّآ . λnm Δd mm Δd/10 mm Micrometer Reading d mm Ring Order m 0m 71 ± 0 m 43 ± 0 m 15 ± 0 m 86 ± 0 m ٍ ؼ ـــــح : االشـاسج اىَ٘ظثـــح 71+0 mذعْـٜ اُ اىؽيقـاخ ذْثـ ٍـِ اىَشمـض تَْٞـا االشـاسج اىغاىثـــــح 71-0m ذعْٜ اُ اىؽيقاخ ذخرفٜ فٜ اىَشمض . ٍارا ٝعْٜ رىل فغش . ٝ قاط اىل٘ه اىَ٘ظٜ ىيع٘ء اىَغرخذً مَا ٝيٜ : 2d cos θ = mλ 0 = For central dark ring θ 2d = mλ 0For the first micrometer reading m=m0 & d=d 2d 0 = m 0 λ 1Now for the second micrometer reading m=m1=m0+17 & d=d 2d1 = (m 0 + 17)λ d 0 ) = m 0 λ + 17λ _ m 0 λــ 1 2(d 2Δd 71 0ــΔd = d1 d =λ :Or in general form 2Δd m 3102 ,80 Qahtan-Tuesday, October λ 8 Page 6 of Michelson’s Interferometer 124189207746900+ :Baghdad University – College of Science – Department of Physics – Optics Laboratory Administration, Tele. mobile
- 7. ؼٞس Δdذَصو ٍقذاس اىرغٞـش تاىَغـافح dتـِٞ ٍش،ذـٜ اىَقٞـاط ، اٛ اىفـشط تـِٞ اٛ قٞاعـِٞ اٗ قـش،ذِٞ ٍررـاتعِٞ ) ٍِ (Successive Readingsقش،ءاخ اىَاٝنشٍٗٞرش . أٝعاد فـــــــــشط اىلـــــــ٘ه اىَ٘ظـــــــٜ ) (Wavelength Differenceتِٞ خلٜ ظـ٘ء اىصـ٘دًٝ٘ )ٝ (D1 & D2 Linesرٌ اعرخذاً ٍصثاغ اىص٘دًٝ٘ فٜ اىرعشتح . ٝرنُ٘ ظ٘ء اىص٘دًٝ٘ ٍِ خلِٞٞ غٞفِٞٞ را غ٘ىِٞٞ ٍ٘ظِٞٞ ٍرقاستِٞ ظذا ً ٍـِ تععـَٖا اؼـذَٕا ٝغـَٚ اىخـػ 1 Dاىزٛ غ٘ه ٍ٘ظرٔ ٗ λ=589.0 nmاىخػ اىلٞفٜ االخش ٝذعٚ اىخػ 2ٗ Dغ٘ه ٍ٘ظرٔ . λ= 589.6 nm D2 Line D1 Line Note The two fringe patterns are not !!! identical Δλ= 0.6 nm λ2= 589.6 nm λ1= 589.0 nm D2 Line Fringe Pattern D1 Line Fringe Pattern ٍِ اى٘اظػ ىيعـٞـــــــاُ اُ فــــــشط اىل٘ه اىَ٘ظـــــــٜ تٞـــــِ اىخلٞٞــــــِ ٕ٘ . Δλ= 0.6 nm ٝرنــُ٘ ىنــو غــ٘ه ٍــ٘ظٜ َّــػ ذــذاخو ؼيقــٜ خــاص تــٔ ، ىَــارا ٗىنــُ٘ اىخلٞــِٞ اىلٞفٞــِٞ ٍرقــاستِٞ ظــذا ٍــِ تععَٖا ؼٞس اُ فشط اىل٘ه اىَ٘ظٜ تَْٖٞا ٕـ٘ Δλ= 0.6 nmمَـا عـثق رمـشٓ ، فقـذ ٝصـذي )(Coincides اُ ذنُ٘ اىؽيقاخ اىَ يَح ىَْػ اىرذاخو اىؽيقٜ االٗه اىزٛ ٝ٘ىذٓ اىخػ اىلٞفـٜ 1 Dذْلثـق ٍـ اىؽيقـاخ اىَ يَـح ىَْػ اىرذاخو اىؽيقٜ اىصاّٜ اىزٛ ْٝرعٔ اىخػ اىلٞفٜ 2ْٕٗ Dا ذؽذز اىشؤٝا اى٘اظؽح ). (Concordance ٍِ ظٖٔ اخشٙ ، ارا اذفق ٗماّد اىؽيقاخ اىَ يَح ىيخػ اىلٞفٜ 1ٍْ Dلثقح ٍ اىؽيقاخ اىَعٞ ح ىيخػ اىلٞفٜ 2 Dفعْذئز ذؽصو ؼاىح اىشؤٝا غٞش اى٘اظؽح ). (Discordance ىقٞــاط فــشط اىلــ٘ه اىَــ٘ظٜ تــِٞ خلــٜ ظــ٘ء اىصــ٘دًٝ٘ ، ٝــرٌ ذغــعٞو قٞــاط اىَــاٝنشٍٗٞرش عْــذ اىَ٘اقـ اىرــٜ ذؽصو عْذٕا اىشؤٝا غٞش اى٘اظؽـــح ٗذشذة اىْرائط فٜ ظذٗه ٍْاعة . ٝ رٌ قٞاط فشط اىل٘ه اىَ٘ظٜ Δλمَا ٝيٜ : λ2average 2Δd = Δλ 2 λــ 1 Δλ = λ 2λ + λ 1 = λ average = 589.3nm 2 ؼٞس Δdذَصو اىَغافـــــح اىرٜ ٝقلعٖــــا قشص اىَاٝنشٍٗٞرش تِٞ ٍ٘قعِٞ ذنُ٘ عْذَٕا اىشؤٝا غٞش ٗاظؽح. Δλ nm Δd mm 3102 ,80 Qahtan-Tuesday, October Micrometer Reading d mm 8 Page 7 of Discordance Position 1 2 3 4 5 6 ... Michelson’s Interferometer 124189207746900+ :Baghdad University – College of Science – Department of Physics – Optics Laboratory Administration, Tele. mobile
- 8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. مٞف ٝغيل اىع٘ء فٜ ٍقٞاط اىرذاخو ىـ ٍاٝنيغِ ارمش ه٘إش اخشٙ ٝغيل فٖٞا اىع٘ء اىغي٘ك ّفغٔ . ٕو ٝؽصــــــــــــــو َّػ ذذاخــــــــو ٕذتٜ ؼيقٜ ارا ماّـد اىَـش،ذِٞ 1 M2 ٗ Mغٞـش ٍرعاٍـذذِٞ ذَاٍـا ً ٍا شنو االٕــــــــــــــذاب اُ ذنّ٘ــــــــد اٗظذ فـشط اىَغـاس اىثصـشٛ ىيؽيقـح اىَ يَـح اىصاىصـــــح فـٜ ٍقٞـاط اىرذاخــــــو ىــ ٍاٝنيغـــــِ تاعـرخذاً ظ٘ء اىص٘دًٝ٘ عْذٍا ذنُ٘ اىفغؽح dتِٞ اىَش،ذِٞ ٕ٘اء ذاسج ً ٗ ٍاء ذاسج ً اخشٙ . ٕو ٝعرَذ ٍقٞاط اىرذاخو ىـ ٍاٝنيغِ عيٚ ٍثذأ ذقغٌٞ ظثٖح اىَ٘ظح اً ٍثذأ ذقغٌٞ ععح اىَ٘ظح "ٝخريف ٍقٞاعـٜ اىرـذاخو ىــ ٍاٝنيغـِ ٗ فـاتشٛ ـ ﭙٝـشٗ عـِ تقٞـح ٍقـاٝٞظ اىرـذاخو االخـشٙ فـٜ ّقلرـِٞ ظٕ٘شٝرِٞ ٍِ ؼٞس ٍثذأ اىرذاخو ٗشنو االٕذاب". ّاقش ٕزٓ اىعثاسج . اشرق اىع قح : 2dμ cos θ = mλ 7. عْذ ذغٞش اىَغافح dتـِٞ اىَـش،ذِٞ اىَرعاٍـذذِٞ ذَاٍـا ً، فـاُ ؼيقـاخ اىرـذاخو اىَرَشمـضٓ ذرؽـشك ٗذقلـ ٍعاه اىشؤٝا ؼٞس ذْث ٍِ اىَشمض اٗ ذخرفٜ فٜ اىَشمض . ٍا ذفغٞش رىل تشأٝل اعرعِ تاىع قح : 2dμ cos θ = mλ 8. عْذ اعرخــذاً ظ٘ء ٍرعذد االى٘اُ مـ اىعـ٘ء االتـٞط ٍـص ً اٗظـ٘ء ٍصـثاغ اىنـادًٍٞ٘ اٗ اىضئثـق تـذال ً ٍِ ظ٘ء اىص٘دًٝ٘ االؼادٛ اىيُ٘ ، فٖو ٝرٌ اىؽص٘ه عيٚ َّػ اىرذاخو اىؽيقٜ اً ال ٍا شنو االٕذاب اُ ماّد اظاترـــل تـ"ّعٌ" فٜ ؼاىح ذعاٍذ اىَش،ذِٞ ٗفٜ ؼاىح عذً ذعاٍذَٕا 9. مٞف ٝفغش ذنُ٘ اىشؤٝا اى٘اظؽح ٗاىشؤٝا غٞش اى٘اظؽح 11. اٗظذ اىل٘ىِٞٞ اىَ٘ظِٞٞ 1 λ2 ٗ λىخلٜ اىص٘دًٝ٘ تعـــذ ٍعشفح . Δd 11. ٍا اٗظٔ اىرراتٔ ٗاالخر ي اىشئٞغٞح تِٞ ٍقٞاعٜ اىرذاخو ىـ ٍاٝنيغِ ٗفاتشٛ ـ ﭙٝشٗ 21. مٞـف ٝصثــــػ تاالٍنــــاُ ذؽ٘ٝـو ٍقٞـاط اىرـذاخو ىــ ٍاٝنيغـِ اىـٚ ٍقٞـاط Twyman & Green ٝشعٌ اىَخلػ اىر٘ظٞؽٜ . 31. ٍـــــــــا اىغاٝـــــــــح اىَر٘خـــــــــاج ٍـــــــــِ أعـــــــــرخذاً اىيـــــــــ٘غ اىض ظـــــــــاظٜ اىَغـــــــــَٚ تــــــــــ "اىرشٝؽـــــــــــح اىَصؽؽـــــح")ٕ (Compensatorو ٗظ٘دٓ فٜ ٍقٞاط اىرذاخو ىـ ٍاٝنيغِ ظشٗسٛ دائَا ً فغـش تاٝعاص . 3102 ,80 Qahtan-Tuesday, October 8 Page 8 of Michelson’s Interferometer 124189207746900+ :Baghdad University – College of Science – Department of Physics – Optics Laboratory Administration, Tele. mobile