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2024-12-02 14:18:14 風(fēng)云之聲

馬赫-曾德?tīng)柛缮鎯x示意圖

如圖，馬赫-曾德?tīng)柛缮鎯x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(guò)去，一半反射走。光源經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)，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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