Diagnostyka Pomiarowa Maszyn - Interferometr Michelsona - laboratorium

Imię i nazwisko:

Piotr Łuczak

Kierunek:

Mechtronika, 2 st, niestacjonarne

Nr albumu:
118541

Prowadzący:

Data wykonania ćwiczenia:

Ocena:

1. Wstęp teoretyczny:

Interferecja - to inaczej oddziaływanie. Jest zjawiskiem opisujący nakładanie się fal, które
prowadzi do zwiększenia lub zmniejszenia amplitudy fali wypadkowej. Zachodzi dla wszystkich
rodzaj w fal w szczególności dla światła widzialnego oraz we wszystkich ośrodkach, w których
mogą rozchodzić się fale. Interferometr Michelsona wykorzystuje to zjawisko, dzięki czemu za
pomocą światła pozwala na precyzyjny pomiar odległości. Jego działanie polega na rozdzieleniu
wiązki światła na promienie biegnące po róznych drogach optycznych, a następnie na
doprowadzenie do dodatniej inteferencji tych promieni.

Zasada działania Interferometru Michelsona: wiązka światła jest dzielona przez zwierciadło na 2
promienie wzajemnie do siebie prostopadłe. Promień równoległy do promienia pierwotnego po
przejściu przez zwierciadło półprzepuszczalne, odbija się od nieruchomego zwierciadła
ustawionego naprzeciw źródła i wraca do zwierciadła półprzepuszczalnego, zmieniając kierunek
na prostopadły po odbiciu od niego, zmierzając do detektora. Promień który w pierwotnej fazie
odbił się od zwierciadła półprzepuszczalnego, zmieniając swój kierunek na prostopadły w
stosunku do pierwotnego kierunku, odbija się od ruchomego lustra, by w kolejnej fazie przejść już
bez zmiany kierunku przez zwierciadło półprzepuszczalne, zmierzając do detektora.

Rys. Schemat interferometru Michelsona

2. Graficzne przedstawienie stanowiska:

Wychodząca wiązka światła dzieli się na dwa promienie wzajemnie do siebie prostopadle,

odbijające się od zwierciadła. Ostrość promieni jest sterowania poprzez piezo kontroler.

3. Pomiary:

1 pomiar

2 pomiar

3 pomiar

średnia

1

0

0

0

0

0

0

0

0

2

0,63

0,17

0,62

0,24

0,87

0,67

0,7

0,36

3

1,32

0,65

1,32

0,72

1,36

1,15

1,33

0,84

4

1,85

1,15

1,8

1,17

2

1,6

1,88

1,30

5

2,43

1,62

2,34

1,67

2,45

2,13

2,40

1,80

6

2,91

2,11

2,88

2,17

3,07

2,62

2,95

2,3

7

3,39

2,59

3,34

2,7

3,54

3,07

3,42

2,78

8

3,75

3,07

3,83

3,18

4,04

3,51

3,87

3,25

9

4,31

3,5

4,36

3,62

4,61

4,01

4,42

3,71

10

4,74

4

4,71

4,06

5,11

4,51

4,85

4,19

11

5,37

4,58

5,29

4,56

5,48

5,02

5,38

4,72

12

5,81

5,08

5,79

5,09

6,02

5,5

5,87

5,22

13

6,22

5,56

6,28

5,67

6,51

6,01

6,33

5,74

14

6,82

6,09

6,69

6,12

7,07

6,53

6,86

6,24

15

7,18

6,53

7,15

6,69

7,47

7

7,26

6,74

16

7,74

7,07

7,67

7,14

7,97

7,54

7,79

7,25

17

8,12

7,6

8,11

7,77

8,4

8,01

8,21

7,79

18

8,53

8,21

8,59

8,25

8,87

8,59

8,66

8,35

19

8,91

8,73

9,01

8,75

9,35

9,08

9,09

8,85

20

9,37

9,28

9,4

9,35

9,83

9,68

9,53

9,43

21

9,8

9,8

9,97

9,97

10,23

10,23

10

10

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Charakterystyka

4. Wnioski

Poprzez użycie ruchomego lustra mogliśmy dopasować odległość tak, aby obydwie wiązki trafiały
do detektora, przez co interferowały się ze sobą i wzmacniały sygnał.

W praktyce tak dokonany

pomiar pokazuje różnice dróg optycznych, na którą składa się nie tylko różnica geometryczna długości
dróg, ale która także zależy od własności optycznych ośrodka, przez który przebiegają promienie, co
znajduje swoje zastosowanie np. podczas pomiaru naprężeń ośrodka, przez który przechodzą
promienie. Trzy krotnie dokonany pomiar podczas zajęć, wykazuję że odległości są do siebie zbliżone i
nieznacznie się różnią, przy zachowaniu odpowiedniej ciszy i porządku podczas pomiaru.