مقياس تداخل مايكلسون – قياس الطول الموجي واختبار الأثير

ماذا تعرض

يقسم مقياس تداخل مايكلسون الحزمة إلى جزأين، ويرسل كل جزء إلى مرآة ثم يجمعهما من جديد. وتحريك مرآة بمقدار ⁦Δd⁩ يغيّر المسار بمقدار ⁦2Δd⁩، فيمر هدب واحد لكل ⁦λ/2⁩ من الحركة و ⁦Δd = Nλ/2⁩. في عام ⁦1887⁩ أدار مايكلسون ومورلي جهازًا كهذا في رياح الأثير المفترضة، وتوقعا إزاحة نحو ⁦0.4⁩ هدب، لكنهما وجدا أقل من جزء من عشرين من ذلك. ولم تترك النتيجة مكانًا لرياح الأثير، ثم عدّت النسبية الخاصة سرعة الضوء واحدة لكل راصد.

طريقة الاستخدام

في «عدّ الهدب» اختر «مصدر الضوء» و«الهدب المطلوب عدّها» و«السرعة»، ثم اضغط «تحريك المرآة». تتوقف المرآة عند هذا العدد وتدخل القياسة في الجدول. احسب ⁦λ = 2Δd/N⁩. ثم قِس «الليزر ⁦X⁩». في «مايكلسون ومورلي» اضبط «المسار الضوئي ⁦L⁩» و«سرعة رياح الأثير ⁦v⁩»، ثم اضغط «تدوير». المنحنى المتقطع هو التوقع والنقاط هي القراءات. ويعطي الجدول الحد الأعلى لسرعة الرياح.

المعاملات القابلة للتغيير

• الشاشة عدّ الهدب, مايكلسون ومورلي
• مصدر الضوء ليزر أحمر, ليزر أخضر, ليزر بنفسجي, الليزر ⁦X⁩
• الهدب المطلوب عدّها ⁦20–300⁩
• المسار الضوئي ⁦L⁩ ⁦1.2–11 m⁩
• سرعة رياح الأثير ⁦v⁩ ⁦5–60 km/s⁩

أسئلة للاستكشاف

1. كم تتحرك المرآة لمرور ⁦100⁩ هدب من الضوء الأحمر، وما الطول الموجي الناتج؟
2. ما الطول الموجي الذي تقيسه لليزر ⁦X⁩، وكيف يغيّر عدّ هدب أكثر مقدار عدم اليقين؟
3. ما الإزاحة التي تتوقعها الفيزياء الكلاسيكية عند ⁦L = 11 m⁩ و ⁦v = 30 km/s⁩، وماذا تبيّن القراءات؟