กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

อินเตอร์เฟอโรเมตรของฟิโซ

อินเตอร์ เฟอโรเมตร Fizeau [ 1 ] เป็นการ จัดเรียง อินเตอร์เฟอโรเมตริก โดยวางพื้นผิวสะท้อนแสงสองพื้นผิวให้หันหน้าเข้าหากัน ดังที่เห็นในรูปที่ 1...

อินเตอร์เฟอโรเมตรของฟิโซ

รูปที่ 1. เครื่องวัดการแทรกสอดแบบฟิโซ

อินเตอร์เฟอโรเมตร Fizeau [ 1 ]เป็นการ จัดเรียง อินเตอร์เฟอโรเมตริกโดยวางพื้นผิวสะท้อนแสงสองพื้นผิวให้หันหน้าเข้าหากัน ดังที่เห็นในรูปที่ 1 แสงสะท้อนจากพื้นผิวด้านหลังของตัวสะท้อนแสงตัวแรกที่โปร่งใสจะรวมกับแสงสะท้อนจากพื้นผิวด้านหน้าของตัวสะท้อนแสงตัวที่สองเพื่อสร้างแถบการแทรกสอด

คำว่า อินเตอร์เฟอโรเมตรีของฟิโซ (Fizeau interferometer) ยังหมายถึง การจัดเรียงแบบอินเตอร์เฟอโรเมตริกที่ฮิปโปลิต ฟิโซ ใช้ ในการทดลองที่มีชื่อเสียงในปี ค.ศ. 1851 ซึ่งดูเหมือนจะสนับสนุนสมมติฐานการลากอีเธอร์บางส่วนของออกัสติน ฌอง เฟรสเนลแต่ในที่สุดก็มีบทบาทสำคัญในการก่อให้เกิดวิกฤตในวงการฟิสิกส์ ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ของไอน์สไตน์ ดูการทดลองของฟิโซ

แอปพลิเคชัน

อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบ Fizeau มักใช้ในการวัดรูปร่างของพื้นผิวทางแสง โดยทั่วไปแล้ว เลนส์หรือกระจกที่ผลิตขึ้นจะถูกเปรียบเทียบกับชิ้นส่วนอ้างอิงที่มีรูปร่างที่ต้องการ ในรูปที่ 1 แสดงอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบ Fizeau ที่อาจตั้งค่าไว้เพื่อทดสอบพื้นผิวเรียบทางแสงพื้นผิวเรียบอ้างอิงที่มีรูปร่างแม่นยำจะถูกวางไว้ด้านบนของพื้นผิวเรียบที่กำลังทดสอบ โดยมีตัวเว้นระยะแคบๆ คั่นอยู่ พื้นผิวเรียบอ้างอิงจะถูกเจียรขอบเล็กน้อย (จำเป็นต้องเจียรขอบเพียงเศษเสี้ยวองศาเท่านั้น) เพื่อป้องกันไม่ให้พื้นผิวด้านหลังของพื้นผิวเรียบสร้างแถบการแทรกสอด ลำแสงเอกรงค์แบบขนานจะส่องสว่างพื้นผิวเรียบทั้งสอง และตัวแยกแสงช่วยให้สามารถมองเห็นแถบการแทรกสอดบนแกนได้[ 2 ] [ 3 ]

บางครั้งชิ้นส่วนอ้างอิงจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้องค์ประกอบทางแสงแบบเลี้ยวเบน ( โฮโลแกรมที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์หรือ CGH) เนื่องจากสามารถผลิตได้ด้วยวิธีการพิมพ์หินที่มีความแม่นยำสูง รูปที่ 2 แสดงการใช้ CGH ในการทดสอบ ซึ่งแตกต่างจากในรูป CGH จริงจะมีระยะห่างระหว่างเส้นประมาณ 1 ถึง 10  μmเมื่อแสงเลเซอร์ผ่าน CGH ลำแสงเลี้ยวเบนลำดับศูนย์จะไม่มี การเปลี่ยนแปลง หน้าคลื่นอย่างไรก็ตาม หน้าคลื่นของลำแสงเลี้ยวเบนลำดับแรกจะถูกปรับเปลี่ยนให้ตรงกับรูปร่างที่ต้องการของพื้นผิวทดสอบ ในการตั้งค่าการทดสอบอินเตอร์เฟอโรเมตร Fizeau ที่แสดงไว้ ลำแสงเลี้ยวเบนลำดับศูนย์จะถูกส่งไปยังพื้นผิวอ้างอิงทรงกลม และลำแสงเลี้ยวเบนลำดับแรกจะถูกส่งไปยังพื้นผิวทดสอบในลักษณะที่ลำแสงสะท้อนทั้งสองรวมกันเพื่อสร้างแถบการรบกวน[ 4 ]

รูปที่ 2 การทดสอบทางแสงด้วยเครื่องวัดการแทรกสอดแบบฟิโซและโฮโลแกรมที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์

นอกจาก นี้ยังใช้อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบฟิโซในเซ็นเซอร์ใยแก้ว นำ แสงสำหรับวัดความดันอุณหภูมิความเครียดฯลฯ

การทดลองลากอีเธอร์ของฟิโซ

ความสำคัญ

รูปที่ 3. เครื่องวัดการแทรกสอดแบบฟิโซ (Fizeau interferometer) สำหรับวัดผลกระทบของการเคลื่อนที่ของน้ำต่อความเร็วของแสง

ในปี ค.ศ. 1851 ฟิโซได้ใช้เครื่องวัดการแทรกสอดแบบที่แตกต่างออกไปโดยสิ้นเชิงเพื่อวัดผลกระทบของการเคลื่อนที่ของตัวกลางที่มีต่อความเร็วของแสง ดังแสดงในรูปที่ 3

ตามทฤษฎีที่แพร่หลายในขณะนั้น แสงที่เดินทางผ่านตัวกลางที่เคลื่อนที่จะถูกดึงไปพร้อมกับตัวกลางนั้น ดังนั้นความเร็วของแสงที่วัดได้จึงเป็นผลรวมอย่างง่ายของความเร็วของแสงเมื่อเดินทางผ่านตัวกลางบวกกับความเร็วของตัวกลาง

ฟิโซตรวจพบปรากฏการณ์การลากจริง แต่ขนาดของปรากฏการณ์ที่เขาพบนั้นต่ำกว่าที่คาดไว้มาก ผลลัพธ์ของเขาดูเหมือนจะสนับสนุนสมมติฐานการลากอีเธอร์บางส่วนของเฟรสเนล ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่ทำให้นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่รู้สึกไม่สบายใจ

เวลาผ่านไปกว่าครึ่งศตวรรษก่อนที่จะมีคำอธิบายที่น่าพอใจสำหรับการวัดที่ไม่คาดคิดของฟิโซ ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับการมาถึงของทฤษฎี สัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์

การจัดเตรียมการทดลอง

แสงที่สะท้อนจากตัวแยกแสง แบบเอียง จะถูกทำให้ขนานกันโดยใช้เลนส์และแยกออกเป็นสองลำแสงโดยช่องแคบ ซึ่งเคลื่อนที่ผ่านท่อที่บรรจุน้ำที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วvลำแสงแต่ละลำจะเดินทางไปตามขาท่อคนละข้าง สะท้อนที่กระจกด้านซ้าย และกลับมาผ่านขาท่ออีกข้างหนึ่ง ดังนั้น ลำแสงทั้งสองจึงเดินทางไปตามเส้นทางเดียวกัน แต่ลำหนึ่งอยู่ในทิศทางเดียวกับการไหลของน้ำ และอีกลำหนึ่งอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามกับการไหล ลำแสงทั้งสองจะรวมกันอีกครั้งที่ตัวตรวจจับ ทำให้เกิดรูปแบบการรบกวนที่ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของเวลาในการเดินทางไปตามเส้นทางทั้งสอง[ 5 ]

สามารถวิเคราะห์รูปแบบการแทรกสอดเพื่อกำหนดความเร็วของแสงที่เดินทางไปตามแต่ละส่วนของท่อได้

ดูเพิ่มเติม

  • ตัวอย่างการตั้งค่าการวัดทั่วไปจากคู่มือของบริษัทผู้ผลิตเครื่องวัดการแทรกสอดแสง Zygo Corp.
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fizeau_interferometer&oldid=1317063093 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ อินเตอร์เฟอโรเมตรของฟิโซ

อินเตอร์ เฟอโรเมตร Fizeau [ 1 ] เป็นการ จัดเรียง อินเตอร์เฟอโรเมตริก โดยวางพื้นผิวสะท้อนแสงสองพื้นผิวให้หันหน้าเข้าหากัน ดังที่เห็นในรูปที่ 1...

แอปพลิเคชัน

อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบ Fizeau มักใช้ในการวัดรูปร่างของพื้นผิวทางแสง โดยทั่วไปแล้ว เลนส์หรือกระจกที่ผลิตขึ้นจะถูกเปรียบเทียบกับชิ้นส่วนอ้างอิงที่มีรูปร่างที่ต้องการ ในรูปที่ 1 แสดงอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบ Fizeau ที่อาจตั้งค่าไว้เพื่อทดสอบ พื้นผิวเรียบทางแสง...

ความสำคัญ

ในปี ค.ศ. 1851 ฟิโซได้ใช้เครื่องวัดการแทรกสอดแบบที่แตกต่างออกไปโดยสิ้นเชิงเพื่อวัดผลกระทบของการเคลื่อนที่ของตัวกลางที่มีต่อความเร็วของแสง ดังแสดงในรูปที่ 3

การจัดเตรียมการทดลอง

แสงที่สะท้อนจาก ตัวแยกแสง แบบเอียง จะถูกทำให้ขนานกันโดยใช้เลนส์และแยกออกเป็นสองลำแสงโดยช่องแคบ ซึ่งเคลื่อนที่ผ่านท่อที่บรรจุน้ำที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v ลำแสงแต่ละลำจะเดินทางไปตามขาท่อคนละข้าง สะท้อนที่กระจกด้านซ้าย และกลับมาผ่านขาท่ออีกข้างหนึ่ง ดังนั้น...