Интерферометр Маха–Цендера
Интерферометр Маха–Цендера делит когерентный пучок на два плеча, вводит контролируемую разность хода Δ в одном из них и снова объединяет пучки на втором делителе. Для сбалансированных амплитуд интенсивность на выходе I/I_max = cos²(πΔ/λ). Схема подчёркивает, как микроскопические изменения длины или показателя в одном плече превращаются в измеримые колебания мощности — идея чувствительных датчиков и фотонных схем. Модель идеализирована: нет дисперсии, поляризационных потерь и вибраций.
Для кого: Студенты, изучающие волновую оптику и топологии интерферометров помимо схемы Майкельсона.
Ключевые понятия
- Мах–Цендер
- Разность хода
- Интерференция
- Делитель пучка
- Бахромы
- Когерентность
- Фазовая чувствительность
Графики
Как это работает
Два плеча и два делителя: разность хода Δ в одном плече даёт I ∝ cos²(πΔ/λ) при сбалансированных амплитудах. Удобная топология для ввода образца в одно плечо без обратного хода к источнику.
Основные формулы
Часто задаваемые вопросы
- Чем отличается от интерферометра Майкельсона?
- Оба прибора используют интерференцию двух путей, но у Маха–Цендера два отдельных плеча и два делителя; удобнее подключать образцы только в одно плечо и получать разнесённые выходные порты без обратного хода к источнику.
- Почему период по Δ равен λ?
- Фаза меняется на 2π, когда оптическая разность хода увеличивается на одну длину волны; косинус-квадратичная интенсивность повторяется за тот же шаг.
- Что если амплитуды неравны?
- Минимумы интенсивности не опускаются до нуля — падает видность полос. Здесь амплитуды намеренно равны, чтобы показать чистую зависимость от фазы.
- Учитывается ли дисперсия покрытий делителя?
- Нет. Реальные кубики и пластины дают фазовые сдвиги, зависящие от λ; для широкополосного света нужна компенсация.
Ещё из «Оптика и свет»
Другие симуляторы в этой категории — или все 44.
Интерферометр Сагнака (кольцо)
Δφ ∝ Ω·A/λ для встречных лучей на вращающемся контуре — идея оптического гироскопа.
Угол Брюстера
tan θ_B = n₂/n₁; R_p→0; θᵢ+θₜ=90°; Френелевские коэффициенты отражения R_s, R_p в зависимости от θᵢ.
Принцип Ферма
Оптический путь OPL = n₁AP+n₂PB в зависимости от точки падения; минимум — путь по закону Снеллиуса.
Хроматическая аберрация
Уравнение Коши n(λ); фокусное расстояние тонкой линзы f(λ); параксиальные лучи R/G/B.
Дифракция
Одиночная и двойная щель с интерференционными картинами.
Смешение цветов
Интерактивное аддитивное (RGB) и субтрактивное (CMY) смешение цветов.