引力波雷射干涉儀為什麼能測出相位差?

2025-07-27 11:21:42 字數 3336 閱讀 9282

1樓:康小寧

引力波是愛因斯坦廣義相對論的重要預言,引力波探測是當代物理學最重要的棚返友前沿領域之一。以引力波探測為基礎的引力波天文學是一門新興的交叉科學,是對傳統電磁輻射天文學的巨大拓展與補充。作為一種大型的精密光學儀鏈槐器並作為引力波天文學研究的關鍵裝置,雷射干涉儀引力波探測器已在世界各地蓬勃發展起來,開闢了引力波探測的新時代。

給出了雷射干涉儀引力波探側器的工作原理和基本光學結構,討論了主要的效能引數,分析了光學鏡的結構特點及測量方法。分析了光學材料的正常色散與反常色散特性, 證明了基於光學材料色散特性的干涉儀可以實現慢光與世旁快光的結合。理論分析了基於快慢光技術的mach-zehnder(m-z)干涉儀的光譜靈敏度, 與具有相同結構的傳統m-z干涉儀和僅依賴於慢光技術的m-z干涉儀相比, 基於快慢光技術的m-z干涉儀的光譜靈敏度大幅提公升。

2樓:舒坦還倜儻的奇異果

先不要加「引力波」這三個字,不要牽扯「時空」怎麼樣怎麼樣,就把它看成是一臺「雷射干涉儀」就比較容易理解了。老實說,這就是一臺「固定不動的超長光程的雷射干涉儀」!與麥可遜干涉儀相比有優點——超長的干涉臂同時也有缺點——固定不動沒法旋轉,所以它在靈敏度極高的同時探測機會卻很小,只有當地球恰好旋轉到乙個特定的位置時又恰好趕上了某乙個振動訊號傳過來,就這麼寸,干涉條紋就移動了,就給了探測頭乙個訊號輸出,於是就說「探測到了「引力波」」。

更詳細點說呢,兩個臂裡的波長與臂長一樣分別純並肆被拉長和縮短所以波數差不變,但從分光鏡出發的同乙個波前卻是在不同的時間回到分光鏡。與傳統麥可遜干涉儀的最大區別就是:這做轎兩束波的頻率事實上在傳播中是不同的,而回到相同位置時又變成了相同頻率的相干波,由於引力波不改變光速,所以光程差就可以表述成蔽芹單純的時間差了<>

為什麼麥可遜干涉儀能測量引力波

3樓:網友

大質量恆星和黑洞的引力引起的時空漣漪,也就是時空伸縮波動。ligo用的是乙個超大號麥可遜干涉儀,有引力波的時候因為微小的空間伸縮兩個臂的長度會有區別,最後測兩束光產生的干涉條紋就能算出引力波的引數了。

去年九月測到的引力波,為什麼現在才宣佈

4樓:橋樑abc也懂生活

美國國家科學**會與來自加州理工學院、麻省理工學院以及科學合作組織「雷射干涉引力波天文臺」(ligo)的科學家在華盛頓全國新聞中心共同宣佈,ligo於去年9月14日首次探測到引力波,證實了愛因斯坦100年前所做的**,彌補了廣義相對論實驗驗證中最後一塊缺失的「拼圖」。

引力波是一種時空漣漪,如同石頭被丟進水裡產生的波紋,在黑洞合併、脈衝星自轉以及超新星爆發時產生。早在1915年,愛因斯坦就曾預言了引力波的存在。迄今為止,愛因斯坦的廣義相對論中有關「光線的彎曲」、「水星近日點進動」以及「引力紅移效應」等預言都已獲證實,唯有引力波一直徘徊在科學家的「視線」之外。

在美國國家科學**會資助下,麻省理工學院、加州理工學院開始聯合建設ligo,並從2003年開始收集資料。ligo由兩套干涉儀組成,是兩個互相垂直的l型排列的干涉臂,臂長均為4000公尺。ligo干涉儀工作原理是,在兩臂交會處,從雷射光源發出的光束被一分為二,分別進入互相垂直並保持超真空狀態的兩空心圓柱體內,然後被終端的鏡面反射回原出發點,並在那裡發生干涉。

如果是微小變化、微弱**和其他干擾訊號,其記錄將只出現在一臺干涉儀中,而真正的引力波訊號則會被兩臺干涉儀同時記錄。

目前世界上共有4個引力波探測器,其中三個部署在美國,即華盛頓州漢福德市的兩個和路易斯安那州利文斯頓市的乙個。

開啟宇宙探索的終極之門。

美國東部時間2015年9月14日5時50分45秒,位於利文斯頓的引力波探測器首先傳出撞擊聲。7毫秒後,漢福德的探測器也傳出撞擊聲。這意味著後來被命名為gw150914的引力波傳到了地球,並被兩個天文臺探測到。

ligo認為,此次探測到的引力波是由兩個黑洞合併引發的。這兩個直徑約為150公里的黑洞不斷靠近、旋轉,並最終以1/2倍光速的速度相撞後「合二為一」。這兩個質量分別為太陽質量29倍、36倍的黑洞,在合併的過程中釋放出約3個太陽質量的能量,其產生的引力波經13億年的漫長傳播最終抵達地球。

科學界普遍認為,引力波的發現是物理學、天文學研究的一項重大突破,開啟了人類探索宇宙的一扇大門,甚至可能揭開宇宙誕生的奧秘。

5樓:網友

我覺得是你看新聞不及時吧?

麥可遜干涉儀主要用於測量?

6樓:一笑

麥可遜干涉儀的最著名應用即是它在麥可遜-莫雷實驗中對以太風觀測中所得到的零結果,這朵十九世紀末經典物理學天空中的烏雲為狹義相對論的基本假設提供了實驗依據。除此之外,由於雷射干涉儀能夠非常精確地測量干涉中的光程差,在當今的引力波探測中麥可遜干涉儀以及其他種類的干涉儀都得到了相當廣泛的應用。雷射干涉引力波天文臺(ligo)等諸多地面雷射干涉引力波探測器的基本原理就是通過麥可遜干涉儀來測量由引力波引起的雷射的光程變化,而在計劃中的雷射干涉空間天線(lisa)中,應用麥可遜干涉儀原理的基本構想也已經被提出。

麥可遜干涉儀還被應用於尋找太陽系外行星的探測中,雖然在這種探測中馬赫-曾特干涉儀的應用更加廣泛。麥可遜干涉儀還在延遲干涉儀,即光學差分相移鍵控解調器(optical dpsk)的製造中有所應用,這種解調器可以在波長分波多工網路中將相位調製轉換成振幅調製。

麥可遜干涉儀實驗誤差是怎麼產生的???

7樓:網友

1、儀器本身震動。

2、條紋有寬頻。

3、讀數的滾輪上面精確度有限。

4、人眼觀察偏差。

5、波長不是單色有寬度。

6、儀器本身零件間空隙,擴充套件資料實驗注意事項。

1、千萬不要用手觸控光學表面,且要防止唾液濺到光學表面上。

2、在調節螺釘和轉動手輪時,一定要輕、慢,決不能強扭硬扳。

3、反射鏡背後的粗調螺釘不可旋得太緊,用來防止鏡面的變形。

4、在調整反射鏡背後粗調螺釘時,先要把微調螺釘調在中間位置,以便能在兩個方向上作微調。

5、測量中,轉動手輪只能緩慢地沿乙個方向前進(或後退),否則會引起較大的空回誤差。

8樓:**雞取

一、實驗中沒有全部清除空程對實驗結果的影響;

二、實驗中,每個人判定每一百條條紋的開始和結束技術點的結果不同;

三、實驗中實驗員對結果的讀書有誤差;

四、環境中的振動等因素的對實驗器材造成了一定程度的影響,產生了實驗誤差。

9樓:殘文斷章

1,儀器本身震動,2,條紋有寬頻。3,讀數的滾輪上面精確度有限。4,人眼觀察偏差,5,波長不是單色有寬度。6,儀器本身零件間空隙,等等還有很多,但是主要誤差就上面幾個!

10樓:網友

任何試驗都有誤差,我是靠自己悟出來的。

什麼是引力波,到底什麼是引力波

廣義相對論告訴我們 在非球對稱的物質分佈情況下,物質運動,或物質體系的質量分佈發生變化時,會產生引力波。在宇宙中,有時就會出現如緻密星體碰撞併合這樣極其劇烈的天體物理過程。過程中的大質量天體劇烈運動擾動著周圍的時空,扭曲時空的波動也在這個過程中以光速向外傳播出去。因此引力波的本質就是時空曲率的波動,...

引力波的形成原因及影響,引力波是怎麼形成的?

引力波是愛因 bai斯坦廣義相 du對論的一個預言,可以理zhi解為空間dao本身的 漣漪版 只有在最高能量的權事件中,引力波效應才能達到較為顯著的程度。但即便在那些情況下,這些效應也十分微弱,引力波至今仍然沒有被探測到。人們已經做了許多嘗試,但是要探測到我們周圍空間的波動效應,需要令人難以置信的精...

引力到底是波,還是一種引力場呢?

引力既不是波,也不是引力場。引力是兩個物體之間的相互吸引的力量,通常用牛頓定律來表示引力的大小。其實引力既不是波,也不是一種引力場,引力不過是質體之間範圍內電荷當量的內在相互作用而已。兩者是不同概念。引力場即重力場,是引力傳遞之後在空間分佈的結果,產生的波動傳遞即為引力波。百年前愛因斯坦用狹義相對論...