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2024-12-02 14:18:14 風(fēng)云之聲

馬赫-曾德爾干涉儀示意圖

如圖,，馬赫-曾德爾干涉儀的圖像效果是,，檢測(cè)盒（test cell）中的火焰物體,，在右方顯示為白色火焰（相長(zhǎng)干涉,，Constructive Interference）,，上方顯示為黑色火焰（相消干涉,，Destructive Interference）,。核心裝置是左下和右上兩個(gè)“半鍍鏡”,，鍍膜的厚度很小,，正好讓45度角入射的一半光線透射過去，一半反射走,。光源經(jīng)過透鏡形成準(zhǔn)直光束,，被左下的半鍍鏡分成兩道，往上走的叫“樣品光束”,，平走的叫“參考光束”,，半鍍鏡等于起到了“分光器”（beamsplitter，BS）的作用,。參考光束的光路上有一個(gè)補(bǔ)償盒（compensating cell）,，是和檢驗(yàn)盒（test cell）一樣的玻璃盒，消除兩條光路除樣品外的額外影響,。精心調(diào)整,，讓兩條光路距離一樣。兩個(gè)光束分別被左上和右下的鍍銀鏡全反射,，又在上方的半鍍鏡遇上,，一半樣品光束透射過它，和被它反射的一半?yún)⒖脊馐黄鸬竭_(dá)右邊探測(cè)器（屏幕）,，發(fā)生相長(zhǎng)干涉,；一半樣品光束被它反射，和透射過它的一半?yún)⒖脊馐黄鸬竭_(dá)上面的探測(cè)器,，發(fā)生相消干涉,。

你可能想問，既然兩條光路距離相同,，為什么不是兩邊都是相長(zhǎng)干涉,，而是一邊相長(zhǎng)，一邊相消,？關(guān)鍵原理是,，反射有可能改變相位，也可能不變,。最終兩束光相位相反就是相消干涉,，相位相同就是相長(zhǎng)干涉,。仔細(xì)觀察，左下的半鍍鏡是鍍膜（細(xì)黑條）在上,、玻璃（粗灰條）在下,；右上的半鍍鏡是玻璃在上、鍍膜在下,。

反射相位改變與否的規(guī)律是由菲涅爾方程決定的：在低折射率介質(zhì)里傳的波動(dòng),，進(jìn)入高折射率的介質(zhì)，波動(dòng)相位會(huì)變,。也就是從低到高反射,，相位會(huì)變，但從高到低反射,，相位不變,。樣品光束在左下半鍍鏡反射走，是從空氣到鍍膜,，空氣折射率低于鍍膜,，會(huì)改變一次相位（參考光束被右上半鍍鏡反射類似）。而樣品光束在右上半鍍鏡反射走,，是從玻璃到鍍膜,，玻璃折射率高于鍍膜，不改變相位,。

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