マイケルソンの実験（空気の屈折率を求める）について

質問

マイケルソンの実験に関しての質問です。
「空気の屈折率と密度が比例するという関係を用いないで、空気の屈折率を求めるにはどんな実験をすればいいか」という問題が分かりません。真空を上手く利用するのかなとも思ったのですが、具体的な方法が分かりません。教えてください。

回答No.1

chiezo2005 · ベストアンサー

屈折率というのはそもそも，密度とは全く関係の無い概念です。
確かにたいていの物質で密度が大きければ屈折率は大きくなりますし，物理的に説明もつけることはできますが，屈折率というのは純粋に光学的な物質定数です。密度が同じでも屈折率が違うものはいくらでもありますからね。

マイケルソン干渉計では，光の波長を正確にもとめることができます。
屈折率は真空の光の波長と物質内の光の波長の比のことですから，
両方で波長を測ってその比を求めればよいことになります。

真空中の波長の正確にわかっているレーザーなどの光源を使ってよいなら，ただ空気中の波長を測定して比を出せばよいのですが，たぶんそれは
反則技と言われるので，
http://www.shiga-ec.ed.jp/kagaku/05shisets/katsuyo/kiki_phys_05.pdf
に書いてあるような方法で，真空中と空気中の差を求めます。

お礼

分かりやすい説明ありがとうございます。
真空中の波長さえ分かれば比を求めることで屈折率が出るのですね。
助かりました。

ちなみに波長を求める実験には、マイケルソンを用いる以外に何かあるのでしょうか。

回答No.2

chiezo2005

＃１です。

高精度の波長測定はマイケルソンが一番だと思います。
たとえば，
http://www.advantest.co.jp/products/emi/on_sale/Q8341/pdf/Catalog_Q8341.pdf

精度がnm程度でよければ，通常のグレーティングを用いた回折角度の測定によるいわゆる分光計で測定します。

また物質の屈折率をはかる方法としては，エリプソメータなどが良く使われます。

お礼

詳しい説明ありがとうございます。
干渉の性質を用いなくても、波長は測定できるのですね。
勉強になりました。