Seite 1: Inhaltsverzeichnis
Dr. Martin Henschke Gerätebau Dieselstr. 8, D-50374 Erftstadt www.henschke-geraetebau.de Gerätebau - Physikalische Lehrmittel Gebrauchsanleitung Martin Henschke, 2012-07-23 Mach-Zehnder-Interferometer Art.-Nr.: 650316 Brechzahl-Ergänzungsset Art.-Nr.: 650266 Inhalt 1 Lieferumfang, Bezeichnung der Komponenten 2 Sicherheitshinweise 3 Einleitung, technische Daten 4 Bedienungshinweise und Wartung 5 Polarisationsversuche 6 Oberflächengüte optischer Bauteile...
Seite 2: Lieferumfang, Bezeichnung Der Komponenten
1 Lieferumfang, Bezeichnung der Komponenten Abb. 1: Lieferumfang und evtl. zusätzlich benötigte Komponenten 1 Laserträger 2 Aufweitungslinse 3 Polarisationsfilter, Folie (2x) 4 Strahlteiler (2x) 5 Grundplatte 6 Trageknopf 7 Schirm (2x) 8 Polarisationsfilter, Glas (2x) 9 justierbarer Oberflächenspiegel (2x) 10 Laser (nicht im Lieferumfang enthalten) 11 Vakuumzelle (im Ergänzungsset 650266) 12 Glasplatte auf Halter (im Ergänzungsset 650266) nicht abgebildet:...
Seite 3: Einleitung, Technische Daten
Der mit (4) beschriftete Strahlteiler wird das Laserlicht nicht nur auf die beiden Spiegel (9), sondern auch nach unten (bezogen auf Abb. 1) reflektieren. Weiterhin kann je nach Ver- suchsaufbau auch vom zweiten Strahlteiler ein Laserstrahl ausgehen, der über den Bereich der Grundplatte hinausreicht.
Seite 4: Bedienungshinweise Und Wartung
• Große optische Bauteile (Spiegel und Strahlteiler mit 40 mm Durchmesser) für klare und scharfe Interferenzbilder. • Geschliffene und polierte Aufweitungslinse, beidseitig entspiegelt. • Polarisationsfilter mit 30 mm Durchmesser. Verstellbereich ±105° , Folien-Filter mit 15° Tei- lung, Glas-Filter mit 3° Teilung. Die Glas-Polarisationsfilter haben eine äußerst geringe Parallelitätsabweichung.
Seite 5 2. Bei beiden Oberflächenspiegeln den Spalt zwischen Spiegelträger und Rückwand umlau- fend auf 4 mm einstellen, siehe Abb. 3. Als Einstellhilfe können 2 Münzen zu je 10 Eurocent verwendet werden. Spiegel lose auf die Grundplatte schrauben. Beim Festschrauben die Spiegel so nach außen drücken, dass das Spiel in den Bohrungen nicht zu einer Verdre- hung der Spiegel relativ zu den Strahlteilern führt.
Seite 6: Polarisationsversuche
8. Aufweitungslinse aus dem Strahl herausschwenken. Die Interferenz tritt jetzt nicht mehr bei einer Überlagerung der beiden hellen Punkte auf, sondern bei einem Abstand von ca. 6 - 7 mm, wobei der Punkt des vorderen Spiegels auf dem hinteren Schirm links liegt (auf dem rechten Schirm liegt er rechts).
Seite 7 Abb.4: Versuchsaufbau für die Polarisationsuntersuchungen. Die Aufweitungslinse dient hier nur zur Unterbrechung eines Strahlweges. Typische Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst: Polarisationswinkel Polarisationswinkel Polarisationswinkel , Austritt α γ β Eintritt Austritt, dunkel γ - 90° 0° 90° 0° 15° 81°...
Seite 8 α α α α / ° Abb. 5: Ergebnisse der Polarisationsversuche. Kreise = Durchgang durch Strahlteiler, Drei- ecke = Reflexion am Strahlteiler, offene Quadrate = Reflexion am Oberflächenspiegel Abb. 6: Versuchsaufbau zur Untersuchung der Doppelbrechung von transparentem Klebe- band...
Seite 9: Oberflächengüte Optischer Bauteile
Die beiden Polfilter werden auf 45° und -45° eingestellt, so dass ohne Glasplatte praktisch kein Licht auf den Beobachtungsschirm gelangt. Wenn jetzt die Glasplatte mit dem Klebe- band in den Strahl geschoben wird, dann erscheint ein Lichtfleck auf dem Schirm. Bei der Winkelkombination 90°...
Seite 10: Brechzahl Von Luft
7 Brechzahl von Luft Versuchsaufbau: Der Versuchsaufbau ist in Abb. 7 dargestellt. Nachdem die Grundeinstel- lungen gemäß Abschnitt 4 durchgeführt und Interferenzringe mittig auf beiden Schirmen zu sehen sind, wird die Vakuumzelle in den unteren Teilstrahl gestellt und festgeschraubt. Evtl. wird noch ein Oberflächenspiegel minimal nachgestellt, um die Interferenzringe mittig auf dem hinteren Schirm zu erhalten.
Seite 11 Die Interferenzringe auf den Schirmen sind jetzt verschwunden, da orthogonale Wellen sich nicht überlagern oder auslöschen können. Wenn jetzt noch der zweite Folien-Polarisationsfilter auf 45° eingestellt und zwischen hinte- rem Strahlteiler und Schirm platziert wird, dann sind wieder Interferenzringe zu sehen. Die Weginformation der Lichtquanten ist ausradiert.
Seite 12: Weißlicht-Interferenz
9 Weißlicht-Interferenz Weißlicht hat, bedingt durch das breite Spektrum, eine sehr kurze Kohärenzlänge. Daher müssen die beiden Lichtwege zur Beobachtung von Interferenzen nahezu exakt gleich lang sein. Diese Forderung ist bei einem Mach-Zehnder-Interferometer prinzipiell erfüllbar, aller- dings erfordert die Einstellung Geduld und Feingefühl. Abb.
Seite 13 3. Mit den beiden Rändelschrauben wieder beide Punkte zur Deckung bringen, die Linse wieder einschwenken und die Interferenzringe wieder mittig einstellen. 4. Die Schritte 1 bis 3 solange durchführen, bis keine Verbesserung mehr zu erreichen ist. Jetzt wird statt des Lasers die Optikleuchte mit Lochblende in etwa 25 cm Abstand vor die Grundplatte gestellt, wobei die Vorderkanten von Grundplatte und Leuchtenständer fluchten.

Diese Anleitung auch für:

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