丈量看不见的长度:光学精细计量

发布日期: 2024-12-20 14:51:47 作者: 乐鱼体育app赞助大巴黎

  日常日子中,人们现已习气使用各种东西去丈量不同长度的物体,4.588千米长的南京长江大桥,2.26米身高的姚明,4.25毫米窄边框的iPhone6……这些都是人眼所能直接感受到的长度,但那些看不到的长度该怎么丈量?怎么去界说百分之一头发丝的厚度?早在一个世纪曾经,这样一些问题就现已被一位名叫阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克尔逊的科学家处理了。

  1883年,迈克尔逊为了研讨其时出名的“以太”问题,使用光的干与特性,规划并创造晰第一台迈克尔逊干与仪。它原理很简单,将一束光分红两束,这两束光通过相同间隔传达后又合到一同,这时在某些当地就会看到亮条纹,即强度是两束光的强度之和,但也会发现有些当地观察到暗条纹,即呈现1+1=0,没有强度,这样就形成了条纹相间的图画,当其间一条光束传达间隔产生显着的改变,条纹图画便会产生显着的改变,当这两束光传达间隔的差值到达光的一个波长时,图画正好改变一次,这样就能够用光的波长来丈量物体的长度。

  不同色彩的光的波长是不一样的,其间红光波长约625纳米,大约便是百分之一头发丝的厚度,而绿光波长约是520纳米,蓝光波长约是470纳米。使用这些光的波长去丈量物体的长度或物体运动的间隔,正是光学精细机械的初步。后来,迈克尔逊使用自己规划的干与仪对存放在舍夫勒(Sevres)的国际标准米尺进行测算,确认了巴黎的米尺等于1553163.5个镉红线的波长长度,这是人类初次取得一种永久不变且破坏不了的长度基准,如此准确的测算使得迈克尔逊出名于全球。

  迈克尔逊干与仪因为结构相对比较简单、精度高,因此被大范围的使用于一切的范畴。1920年,迈克尔逊与天文学家F·G·皮斯协作,把一台20英尺的干与仪放在100英寸反射望远镜后边,制成了第一台恒星干与仪,用它丈量猎户座α(参宿四)的惊人的角直径,计算出其直径约为3.86×108千米,约30000个地球那么大,引起了科学界和媒体的重视。一起它能够制成地震检波器,使用人工地震波,检测油气矿产;能够制成光学相干层析成像仪,扫描人眼底的描摹,然后用于检测青光眼、白内障等眼科疾病;乃至咱们手中的智能电子设备屏幕,也能够用它来进行平面度的检测。

  1907年,迈克尔逊因“创造精细光学仪器及使用这些仪器所进行的光谱学和计量学研讨”取得诺贝尔物理学奖,他所完结的试验都以规划精巧、准确度高而出名,就连爱因斯坦也不由得称誉他为“科学中的艺术家”。

89%的人还浏览了以下内容: