El colegio de la comunidad en la que enseño algunas bonito y antiguo experimento de Michelson interferómetros. Parece que hay un montón de versiones de estos que se utiliza para la venta (aún puede ser vendido?) todos los cuales son probablemente knock-offs de algún fabricante del modelo original. Los nuestros son Cenco 71990-549, y son idénticos a los de la foto de aquí (pero sin el motor paso a paso). Aquí y aquí están los manuales para un par de otros de similares características. (No tenemos los manuales para la nuestra.) Los brazos son de alrededor de 20 cm, el espejo movible puede viajar alrededor de 25 mm, y tiene un micrómetro, que es precisa a cerca de 2 um.
¿Qué es una buena aplicación educativa para estos dulces de instrumentos antiguos?
Aquí están las cosas que he probado, tanto por mí y por el uso de los estudiantes como conejillos de indias:
La manivela de la micrómetro, contando con flecos con un Na tubo de descarga. Determinar la longitud de onda.
Como el 1, pero con luz de láser, proyección de la periferia en lugar de esforzarse en el instrumento.
Igualar los brazos por la búsqueda de la condición en la que los flecos son visibles con luz blanca. Inserte una muestra de vidrio con un desconocido índice de refracción, y adquirir la condición de igualdad de longitud del camino óptico. Determinar el desconocido del índice de refracción.
El Na línea es en realidad una estrecha doblete, así como mover el micrómetro que ir y venir de una condición de alto contraste de las franjas (el ojo del toro patrones para las dos longitudes de onda de acuerdo) a una condición de poco o ningún contraste (los patrones no están de acuerdo y contrarrestar cada uno de los otros). Si $\Delta d$ es la distancia recorrida entre dos sucesivas posiciones de máximo contraste, a continuación, la división del doblete es $\Delta \lambda\approx \lambda^2/2\Delta d$.
Comentarios sobre cómo estos fueron:
Increíblemente tedioso, y casi imposible de hacer con una alta precisión, ya que se pasa a través de las condiciones de bajo contraste se describe en el #4. El mismo resultado podría obtenerse con una precisión mucho mayor en cinco minutos con una rejilla de difracción.
No es tan malo como #1, pero todavía no utilice el instrumento para una aplicación a la que está excepcionalmente bien adaptado.
Esto fue muy cool. Fue increíble cómo con precisión la longitud equivalente de la condición puede ser detectada mediante esta técnica (a menos de 1 um). Sin embargo, no parece ser de una alta precisión para determinar un desconocido índice de refracción, porque usted tiene que utilizar una fina muestra como un portaobjetos de microscopio, y su precisión termina limitada por la determinación del espesor de la diapositiva con calibres Vernier (por ejemplo, 1.8 mm, por lo que sólo 2 sig higos).
Esto es altamente complicado, pero dudo que la mayoría de los estudiantes a comprender. La medición de la distancia de cerca de un doblete, mientras que la impresionante para un spectroscopist, es de poco interés intrínseco a un estudiante en un estudiante de primer curso de encuesta.
Otros que el experimento de Michelson-Morley (que obviamente no se puede hacer en 3 horas de laboratorio para estudiantes con tablero de instrumentos), el clásico de la aplicación histórica parece haber sido la determinación de la medida en términos de la atómica de los estándares. (Ver Hardy y Perrin, p. 584.) Esto no parece práctico para nosotros.
He visto referencias a celdas de gas para su uso con esta configuración, presumiblemente mediante la técnica de #3. Una vuelta-de-la-envoltura de cálculo parece sugerir que sería una baja precisión de la medición, así que realmente no veo el punto.
Es posible el uso de una técnica como el tipo de #3 para determinar el cociente de dos longitudes de onda de la misma fuente con alta precisión? Esto tendría algún interés intrínseco para el hidrógeno, cuyas longitudes de onda están en los cocientes de enteros pequeños.
