Misura della lunghezza d’onda di un fascio di luce monocromatica (laser), dell’indice di rifrazione dell’aria e della lunghezza dei pacchetti d’onda di una sorgente non monocromatica.

Lo specchio L₁ ( semitrasparente ed inclinato di 45^o rispetto alla direzione del fascio incidente) e lo specchio L₂ sono in posizione fissa, mentre lo specchio L₃ può essere traslato mediante una vite micrometrica. Sul ramo L₁ L₂ dell’interferometro è inserita una lastra di compensazione L_c la cui presenza non è essenziale per misure di tipo differenziale. Tra la sorgente laser e l’interferometro è posta una lente divergente che facilita l’osservazione delle frange d’interferenza sullo schermo.

2nD x = Nl

in cui il termine 2nD x rappresenta la variazione di cammino ottico del raggio luminoso nel tratto L₁L₃ ed n rappresenta l’indice di rifrazione dell’aria. Nel calcolo abbiamo utilizzato il valore tabulato:

n =1.000293.

Per eseguire questa misura (utilizzando sempre la medesima sorgente laser) si pone sul cammino di uno dei due rami dell’interferometro un tubo, chiuso da lamine di vetro a facce piane e parallele, nel quale è stato praticato il vuoto mediante una pompa rotativa. Immettendo mediante una valvola dosatrice l’aria, si osserva uno spostamento delle frange d’interfenza in quanto varia il cammino ottico nel tubo. Contando il numero N di frange luminose che attraversano un punto prefissato dello schermo, il valore dell’indice di rifrazione n₀ , relativo alla pressione e temperatura a cui si trova il gas, viene ricavato dalla seguente relazione:

essendo D la differenza di cammino ottico.

Nel calcolo, per la lunghezza d’onda della sorgente laser, abbiamo utilizzato l ricavato in precedenza, ecco il risultato ottenuto:

n₀ = 1.0002812 ± 0.0000018

Sostituita la sorgente laser con una sorgente di luce non monocromatica si sposta lo specchio mobile fino a quando sullo schermo non appaiono le figure d’interferenza. Tali figure presentano una macchia centrale bianca circondata da una serie di anelli fortemente colorati: ciò è dovuto al fatto che la posizione sullo schermo dei massimi e dei minimi d’intensità varia con la lunghezza d’onda delle varie componenti dello spettro. Continuando a spostare lo specchio L₃ si osserva un progressivo indebolimento della figura d’interferenza fino alla sua completa scomparsa. Questo risultato è dovuto al fatto che la differenza di cammino ottico tra i due pacchetti d’onda è diventata superiore alla lunghezza del singolo pacchetto. In questo caso sullo schermo non si sovrappongono più pacchetti coerenti ma pacchetti che non hanno più una correlazione di fase costante nel tempo. Per determinare la lunghezza dei pacchetti d’onda è sufficiente misurare lo spostamento D x dello specchio L₃ che porta da una situazione di illuminazione omogenea alla successiva. Indicando con l _p la lunghezza del pacchetto d’onda si ha:

l _p = D x