Interferometro di Michelson

Laboratorio virtuale dell’interferometro di Michelson: un fascio laser viene diviso da un divisore di fascio in due bracci, ciascuno riflesso da uno specchio, e ricombinato su uno schermo, formando un profilo di interferenza (frange). Lo specchio 2 può essere spostato, il laser può essere disallineato e in uno dei bracci può essere inserita una cuvetta contenente gas a pressione regolabile, modificandone il cammino ottico.

Δz sposta lo specchio 2 lungo il relativo braccio dell’interferometro (usa i pulsanti +/− per passi di 0,1 μm). λ regola la lunghezza d’onda del laser; θx/θy inclinano lo specchio 1, disallineando il fascio. "Inserisci cuvetta" aggiunge a un braccio una cella di gas di spessore fisso; quando è inserita, la pressione del gas ne modifica l’indice di rifrazione e quindi il cammino ottico del braccio.

Il profilo di interferenza si ottiene dalla sovrapposizione di due fasci gaussiani $$ U(\overrightarrow{r}) = A_0\dfrac{W_0}{W(z)} \times $$ $$ \times \exp\left[ -\dfrac{\rho^2}{W^2(z)} \right] \times $$ $$ \times \exp\left[ -ikz - ik\dfrac{\rho^2}{2R(z)} + i\eta(z)\right], $$ con il parametro di Rayleigh fisso $z_0 = 20$ mm, vita del fascio $W_0 = 2$ mm e fase di Gouy nulla, $\eta(z) = 0$. Gli effetti di dispersione sono trascurati; l’indice di rifrazione $n$ del gas nella cuvetta (spessore 10 mm) varia con la pressione $P$ secondo $$ n = 1 + \alpha P, $$ dove $\alpha = 2,75\times 10^{-7}$ mbar$^{-1}$, con $P$ in mbar.

Marco P. M. de Souza