마이켈슨 간섭계

마이켈슨 간섭계

 간섭계 종류 파면분할간섭계

영의 이중 슬릿 , 로이드 거울이나 프레넬 프리즘을 사용 하여 간섭성 빛의 파면의 일부를 분할하는 방법을 사용 진폭분할간섭계

입사빔을 광속분리기를 이용하여 두 개로 나누는 방법을 사용. 뉴톤링, 박막 두께 측정, 마이켈슨 간섭계

 ∆_𝑝= 2𝑑 𝑐𝑜𝑠𝜃

 ∆_𝑝 + ∆_𝑟= 2𝑑 𝑐𝑜𝑠𝜃 + ^λ

2 = (𝑚 + ¹

2)λ 또는

2𝑑 𝑐𝑜𝑠𝜃 = 𝑚λ, 𝑚 = 0, 1,2, …

 𝑚_𝑚𝑎𝑥 = ^2𝑑

λ

 𝑝 = 𝑚_𝑚𝑎𝑥 − 𝑚 = ^2𝑑_λ − 𝑚

𝑝λ = 2𝑑(1 − 𝑐𝑜𝑠𝜃), p=0,1,2,…

 2𝑑₁ = 𝑚₁λ 2𝑑₂ = 𝑚₂λ

2(𝑑₂ − 𝑑₁) = (𝑚₂ − 𝑚₁)λ

 𝑚₂ − 𝑚₁ = ^{2(𝑑2−𝑑1)}

λ

예제

 마이켈슨 간섭계에 단색광을 조명하여 간섭무늬를 얻었 다. 이동식 거울을 0.073 mm이동시켜 300 개 무늬의 이 동을 보았다. 이 빛의 파장은 얼마인가? 굴절률이 1.51이 고 두께가 0.005 mm인 유리 조각이 간섭계의 한 팔에 놓여있다면 간섭무늬의 이동거리는 얼마인가?(빛은 유리 표면에 수직으로 입사된다고 가정하자)

 λ = ^{2(𝑑2−𝑑1)}

(𝑚₂−𝑚₁) = ^2∗0.073

300 =487nm

 유리가 끼워진 경우

경로차 𝑑₂ − 𝑑₁ = 𝑛_𝑔𝑡 − 𝑛_𝑎𝑖𝑟𝑡

 𝑚₂ − 𝑚₁ = ^{2 𝑑2−𝑑1}

λ = ^{2 𝑛𝑔−1 𝑡}

λ =10.5

홀로그래피

 일반 사진

3차원 영상에 대한 2차원 그림

영상의 모든 부분을 초점 맞추어 렌즈의 시야 범위 안에 가져다 놓는 것

시차(parallax)나 깊이의 거리감(perception of depth)가 없음

 홀로그래피 사진

파동의 진폭과 위상을 담고 있음

위상의 정보를 진폭정보로 변환시키는 과정이 필요 물체의 상이 아니라 미시적으로 배열된 간섭무늬의 복 합체

연습문제

 마이켈슨 간섭계에서 한 거울이 0.0114 츠 만큼 이동되 는 동안, 관측 현미경의 십자선을 통해 523 개의 무늬가 지나가는 것을 보았다. 이 빛의 파장을 계산하라.

연습문제

 굴절률 1.434 인 얇은 형석 판이 마이켈슨 간섭계의 한 빔에 수직인 방향으로 끼워져 있다. 파장 589nm인 빛을 사용한다면 간섭무늬는 35 개 무늬 만큼 이동된다. 이 판 의 두께는?

연습문제

 마이켈슨 간섭계를 통하여 동심원 형태의 밝고 어두운 무늬를 보았다. 중앙에 검은 원판 모양이 나타났다. 장치 의 한쪽 팔이 다른 쪽 팔보다 2 cm길고, 빛의 파장이

500nm라면 (a) 중앙 어두운 원판 무늬의 차수는? (b)중 앙으로부터 여섯 번째 어두운 링 무늬의 차수는?

연습문제

 마이켈슨 간섭계가 632.8nm인 빛과 함께 사용되었다. 경 로 차이가 20 m가 되도록 조정되었다면 (a) 첫 번째 보 이는 링 무늬의 반지름은? (b) 열 번째 보이는 링 무늬의 각 반지름은?

연습문제

 어떤 홀로그램의 λ³ 부피 안에 1 비트 𝑏𝑖𝑡 의 정보가

저장되어 있다고 하자. 빛의 파장은 492𝑛𝑚이고, 굴절률이 1.3 이라면 홀로그램 1𝑚𝑚³부피의 저장용량은?