تاریخچه

در سال 1880 ، مایکلسون ، مشهورترین دستگاه تداخل سنجی را ابداع کرد که تداخل آن به روش دامنه صورت می‌گرفت و پرتوهای بازتابی باهم تداخل می‌کردند.

اجزای تداخل سنج مایکلسون

* دو آینه مسطح M1 و M2 که بازتابندگی زیادی دارند.

* تیغه L که سطح زیرین آن نیمه نقره اندود شده است، یک تقسیم کننده باریکه است. یعنی مقداری از باریکه فرودی را عبور داده و مقداری را بازتاب می‌دهد.

* منبع نور

* تیغه G1 که یک تیغه شیشه‌ای دانه دانه‌ای است و وقتی مقابل منبع قرار می‌گیرد، یک چشمه گسترده با شدت تقریبا یکنواخت ایجاد می‌کند.

شرح دستگاه تداخل سنج مایکلسون

* در تنظیم عادی تداخل سنج ، آینه‌های M1 و M2 عمود بر یکدیگر قرار می‌گیرند و تیغه G1 در زاویه 45 درجه نسبت به آنها قرار داده می‌شود.

* یکی از آینه‌ها ثابت است (معمولا آینه M2) و آینه دیگر می‌تواند بوسیله یک پیچ در مسیر مشخصی به تیغه G1 نزدیک یا از آن دور شود. منبع S روبروی آینه M2 و تیغه G1 قرار می‌گیرد و تیغه L هم مقابل آن جای داده می‌شود. نور منبع پس از عبور از تیغه L ، بصورت یکنواخت ، به سطح تیغه G1 می‌رسد.

مسیر باریکه در تداخل سنج مایکلسون

* وقتی باریکه‌ای به تیغه G1 می‌رسد، مقداری از آن از سطح زیرین تیغه ، بازتابیده می‌شود و مقداری از تیغه عبور می‌کند.

* باریکه باز تابیده ، به آینه M1 می‌رسد و این آینه آن را بطور کامل بازتاب می‌دهد و مجددا به تیغه می‌رساند. مقداری از باریکه دوباره در تیغه بازتاب جزئی می‌یابد و بقیه آن از تیغه عبور می‌کند.

* باریکه عبوری ، به آینه M2 می‌رسد و از سطح آن بازتاب می‌کند ودوباره به تیغه G1 می‌رسد. چون این سطح تیغه ، نقره اندود است، باریکه را   باز می‌تاباند.

* پرتوهای نهایی هر دو باریکه عبوری و بازتابی باهم موازی هستند و به دلیل همدوس بودن می‌توانند باهم تداخل کنند.

* ناظری که بر روی آینه پرتوهای خروجی را می‌بیند، چنین تصور می‌کند که هر دو پرتو از دو آینه موازی M1 و Ḿ2 می‌آیند.

نقش تداخل

* نقش تداخل حاصل از برهمنهی پرتوهای فوق ، بصورت دوایر متحدالمرکزی خواهد بود که هر کدام از آنها با q معینی متناظر است.

* اگر x1 و x2 فاصله‌های آینه‌های M1 و M2 از تیغه باشند، یکی از باریکه‌ها به اندازه x1- x2l l2 = d راه اضافی طی می‌کند.
* اگر با کمک پیچ آینه متحرک ، فاصله d را کاهش دهیم، حلقه‌ها به از بین رفتن در مرکز تمایل می‌یابند.

* اگر با پیچ آینه متحرک ، d را افزایش دهیم، نقش حلقه‌ها از مرکز باز خواهد شد.

تیغه جبران کننده در تداخل سنج مایکلسون

در تداخل سنج مایکلسون ، باریکه‌ای که در مرحله اول از تیغه G2 باز می‌تابد، سه بار ضخامت تیغه (t) را طی می‌کند ولی باریکه عبوری از تیغه ، فقط یکبار از تیغه می‌گذرد. بدین ترتیب ، بین دو پرتو اختلاف راه ایجاد می‌شود. برای جبران این راه اضافی ، یک تیغه جبران کننده G2 (با همان ضخامت t) مقابل پرتو عبوری قرار می‌دهند.

در چشمه تکفام ، در واقع تیغه جبران کننده لازم نیست، چون می‌توان راه اضافی t2 را که توسط تیغه ایجاد شده است، با حرکت دادن آینه M1 به اندازه nt جبران کرد (n ظریب شکست شیشه G1 است). ولی برای نور سفید ، فقط چند حلقه رنگی بر اطراف نقطه مربوط به اختلاف راه صفر ، مشاهده خواهد شد و چون ضریب شکست به طول موج بستگی دارد، برای دیدن نقش تداخلی وجود تیغه جبران کننده ضروری است.

کاربرد تداخل سنج مایکلسون

* اندازه گیری طول موج نور

* اندازه گیری دو طول موج نزدیک به هم

* تعیین ضریب شکست

* آزمودن عناصر اپتیکی مانند عدسی ، آینه ، منشور و …

o شرط تداخل سازنده و روشن بودن حلقه عبارتست از: 2dCosq = mλ که در آن m عددی صحیح است.
o شرط تداخل ویرانگر و ایجاد حلقه تاریک عبارتست از: 2dxq = (m + 1/2 ) λ