作者ojohn72 (晴)
看板Physics
標題Re: [問題] 邁克生干涉儀測量氣體的折射率
時間Fri Nov 21 18:41:13 2008
※ 引述《Mpegwmvavi (mpeg)》之銘言:
: 在書上看到邁克生的干涉儀可以用來量測距離,也可以用來測量折射率
: 他有一個例題是這樣的:
: One arm of a Michelson interferometer contains a transpatrent cylinder of
: length L=1.5 cm . The cylinder is evacuated, and the cross hairs of the
: telescope are centered on a particular bright fringe with light of wave length
: 600 nm (in vacuum). When a gas is introduced into it, 14 fringes move past the
: cross hairs. What is the reference index of the gas?
: 注:他的圖形的管子是在兩個arm中的其中一個,且管長平行光行進路線。
: 解答則是這樣寫: 2L/λ(gas)-2L/λ(vacuum)=14
: 又λ(gas)=λ(vacuum)/n 即可求得n=1.00028
: --------------------------------------------------------
: 我的問題是 當把氣體引進來的時候,通過頭髮的條紋是通過之後,頭髮上
: 就又是一開始的亮紋嗎,還是說會一下子通過14條條紋,然後維持亮紋
: 再通過14條條紋?
這個地方不懂你在說啥 如果其中一道光通過的路程中有介質
介質折射率為n 整段路程距離為d 那光實際跑的距離會變成nd
所以當氣體通入以後 由於折射率大於1 光會多跑比另一束光還要再多一點的距離
題目給的是14條亮紋 所以出現的現象應該是當氣體通入後
原先的亮紋平移了14條亮紋的距離
: 第二個問題是,題目說通過14條條紋,那不是因為在cylinder內的波數數量變成
: 2L/λ(gas)所以才會有條紋通過頭髮嗎 ? 那麼為什麼還要減後面那一項
: 何不直接2L/λ(gas)=14 就好了?
解答寫的太簡化了
應該先計算兩段光程的差距:
時間差t = 2L/(c/n1) - 2L/(c/n2)
L:管長 n1:氣體折射率 n2:真空折射率
光程差為ct = 2L(n1-n2)
總共通過14條亮紋 所以ct/λ = 2L(n1-n2)/λ = 14
算出來n=1.00028
題目你應該打錯了 管長1.5m 不是1.5cm
: -----------------------------------------------------------
: 想好久一直想不通條紋通過頭髮後的情形到底是怎樣,還有為什麼要相減?
: 希望有人能幫我解答一下,謝謝。
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◆ From: 59.113.48.115
1F:推 Mpegwmvavi:我自己後來也想了一下 的確用波程差比較好想 謝謝你 11/21 20:32
2F:→ Mpegwmvavi:解答是寫 引進前這段距離有2L/λ 引進後有2nL/λ(air) 11/21 20:33
3F:→ Mpegwmvavi:然後後面減前面=14 11/21 20:34
4F:→ Mpegwmvavi:第二行的東西是說波長的個數 11/21 20:35
5F:→ ojohn72:解答這樣寫也沒錯 用等效波長下去除 算出來是一樣的 11/22 14:44
6F:→ ojohn72:2L/λ(gas)算出來是通過有氣體管長的總波長個數 11/22 14:52