[공학][실험보고서] Michelson 간섭계

Michelson 간섭계 1. 실험목적 빛의 경로는 실제 길이의 변화, 굴절률의 변화(매질의 성질-기체의 압력이나 온도, 유체의 점성, 고체의 결정 구조 등의 변화)에 따라 달라진다. 공간상에서 두 빛이 만나면 간섭 현상을 일으키게 되는데 이러한 경로차에 의해 그 간섭 관계는 달라지게 마련이다. 이와 같은 성질에 기초한 Michelson간섭계의 원리를 이해, 비교하고, 이를 이용하여 굴절률과 파장과의 관계 및 압력에 대한 공기의 굴절률 변화 등을 관찰한다. 2. 이론 Michelson이 고안한 이 간섭계는 빛의 파장의 정밀한 측정을 비롯해서 얇은 막의 두께나 스펙트럼선형의 측정, 고분해능 분광계(高分解能 分光計) 등에 널리 응용될 만큼 정밀한 장치이다. Michelson은 이 간섭계를 써서 카드뮴이 발하는 적색광(파장 643.84696 nm)의 파장과 미터원기의 길이를 비교하였다. 그는 또 이 간섭계를 써서 빛의 매질로서 에테르의 존재를 실증하려고 했으나 부정적인 결과를 얻어 아인슈타인의 상대성원리의 토대를 마련하였다. (M2) 레이저 렌즈 스크린 Beam Splitter 움직이는 거울(M1) 거울 그림 1. Michelson 간섭계 `그림 1`에서 보는 바와 같이 Laser에서 쏘아진 빛은 렌즈에 의해 약간 퍼지는 구면파로 된 다음 반은도금된 beam splitter를 지나면서 50%는 바로 투과하고 다른 50%는 반사되는 경로를 따르게 된다. 이 때 반사된 경로는 M2에서 다시 반사되어 beam splitter를 지나 최종적으로 screen에 도달한다. 한편 최초 투과된 빛은 M1에서 되반사된 후 beam splitter의 수직으로 돌려놓은 반사에 의해 screen에 이르게 된다. Screen 상의…
`그림 1`에서 보는 바와 같이 Laser에서 쏘아진 빛은 렌즈에 의해 약간 퍼지는 구면파로 된 다음 반은도금된 beam splitter를 지나면… A B 그림 2. 경로변화 (식 1) 따라서 이 된다 ℓ