[일반물리학실험]Michelson-Moley 간섭계

1. 실험 이론 및 원리

마이켈슨-몰리 간섭계는 빛의 간섭현상을 이용하여 물리적 실험을 수행하는 장비이다. 이 간섭계는 19세기 말 알베르트 아인슈타인의 특별 상대성 이론이 발표되기 이전에 고전적 물리학의 이론을 검증하기 위해 개발되었다. 마이켈슨과 몰리는 이 간섭계를 사용하여 지구가 에테르 속을 이동할 때 발생하는 에테르 드래그 효과를 측정하고자 하였다. 간섭계의 기본 원리는 두 개의 빛의 경로가 서로 간섭하여 밝고 어두운 무늬를 생성하는 것이다. 마이켈슨-몰리 간섭계는 빛을 두 개의 경로로 나누는 반사판과 다시 두 경로의 빛을 합쳐주는 두 개의 반사경으로 구성된다. 빛원에서 발생한 광선은 분할장치인 반사형 판을 통해 두 개의 경로로 나뉘고, 각 경로를 따라 이동한 후 다시 반사경에서 반사되어 다시 만나게 된다. 이 과정에서 두 빛의 경로는 각기 다른 거리를 이동하게 되며, 이로 인해 두 빛의 위상차가 발생한다. 위상차는 두 경로의 길이 차이, 즉 한 경로의 빛이 이동한 거리가 다른 경로의 빛이 이동한 거리와 얼마나 차이가 나는가에 따라 결정된다. 만약 두 경로의 길이가 같다면 두 빛은 같은 위상으로 합쳐져서 가장 밝은 간섭…(생략)