Deslocamento do espelho Michelson
Conte as franjas e obtenha o curso do espelho: 100 franjas com luz de 6.328e-7 m indicam que o espelho andou 0.00003164 m, metade da mudança de caminho óptico, porque a luz percorre a distância extra duas vezes. Grátis no seu navegador.
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Exemplo resolvido
- Quantidade de franjas
- 100
- Comprimento de onda
- 0,0000006328
- Deslocamento do espelho
- 0,00003164
- Variação do caminho óptico
- 0,00006328
- Precisão
- 12
- Equação
- ΔL = 100·6.328e-7/2 = 0.00003164
Um interferômetro de Michelson divide um feixe monocromático em dois braços, reflete cada um em um espelho e os recombina para formar franjas de interferência no detector. Quando um dos espelhos extremos se desloca ao longo do eixo óptico por uma distância ΔL, a luz desse braço percorre a distância extra duas vezes —ida e volta—, de modo que o comprimento de caminho óptico muda em 2ΔL. Contar quantas franjas claras ou escuras passam por um ponto fixo mede, portanto, essa mudança de caminho em unidades do comprimento de onda. Esta calculadora de deslocamento do espelho no interferômetro de Michelson aceita a contagem de franjas N e o comprimento de onda λ da fonte, aplica a identidade fechada ΔL igual a N vezes λ dividido por dois e devolve o deslocamento do espelho na mesma unidade de comprimento que você usou para λ. O motor é aritmética finita pura: sem chamadas de rede, sem amostragem e sem atalhos dependentes de data.
O que a contagem de franjas Michelson mede e o que a resposta contém
No arranjo clássico de Michelson, um divisor de feixe separa a luz coerente em um braço de referência e um braço de medida. Cada braço termina em um espelho; os feixes que retornam se recombinam e produzem um padrão de franjas cuja intensidade local depende da diferença de caminho óptico entre os braços. Transladar o espelho de medida em ΔL altera apenas o caminho geométrico desse braço em ΔL na ida e novamente em ΔL na volta, de modo que a diferença de caminho óptico se desloca em 2ΔL.
Franjas claras ocorrem quando a diferença de caminho é um múltiplo inteiro de λ; escuras, quando é um semi-inteiro. Portanto, cada franja que passa por um ponto de observação fixo corresponde a uma mudança de caminho óptico de um comprimento de onda: N vezes λ igual a 2 vezes ΔL, o que se reordena na fórmula de trabalho ΔL igual a N vezes λ dividido por dois.
Casos rejeitados incluem N ou λ ausentes, valores não finitos, magnitudes acima do teto documentado, contagem de franjas negativa e qualquer comprimento de onda nulo ou não positivo, porque a fórmula de deslocamento é indefinida quando λ não é um comprimento positivo.
Onde as verificações de deslocamento Michelson se encaixam em laboratórios, estudo e software
Estudantes encontram a fórmula de Michelson quando um laboratório conta franjas enquanto um micrômetro translada um espelho, quando uma tarefa pede ΔL dados N e um comprimento de onda He–Ne de seiscentos e trinta e dois ponto oito nanômetros, ou quando um problema de concurso quer o percurso do espelho a partir de uma contagem medida sem montar uma mesa óptica. Professores podem pré-gerar gabaritos para comprimentos SI modestos sem confiar em calculadoras opacas que convertem unidades em silêncio ou perdem potências de dez em nanômetros.
Cadernos de metrologia e instrumentação usam a mesma identidade ao calibrar estágios piezoelétricos, verificar folga de micrômetro de parafuso contra contagens de franjas, ou converter um contador de franjas registrado em metros de deslocamento para um relatório de estabilidade.
Desenvolvedores chamam o contrato a partir de scripts para semear vetores de teste determinísticos em widgets de óptica de ondas, normalizar N e λ digitados pelo usuário antes de uma demo em sala, ou satisfazer enunciados de desafios de programação que exigem o deslocamento do espelho em vez de um esboço vago.
Ferramentas de produto e educação usam a resolução quando um aprendiz digita a contagem de franjas e o comprimento de onda e a interface deve mostrar ΔL e a mudança de caminho de ida e volta lado a lado.
Casos de uso
Relatórios de laboratório Michelson de graduação
Converta franjas contadas N e comprimento de onda do laser λ em deslocamento do espelho ΔL = Nλ/2 para comparar com o micrômetro e analisar erros.
Gabaritos de tarefas e provas
Gere valores ΔL reproduzíveis para problemas de livro com He–Ne e linha do sódio sem erros aritméticos manuais em potências de dez.
Perguntas frequentes
Por que existe um fator dois em ΔL = Nλ/2?
A luz vai ao espelho móvel e volta, de modo que um deslocamento geométrico ΔL altera o caminho óptico em 2ΔL. Cada franja corresponde a uma mudança de caminho de um comprimento de onda; daí Nλ = 2ΔL.
O que acontece se o comprimento de onda for zero ou negativo?
O comprimento de onda deve ser um número finito positivo para que ΔL = Nλ/2 esteja definida.
A contagem de franjas pode não ser inteira?
Sim. Franjas parciais são permitidas como números finitos não negativos. Contagens negativas são rejeitadas por este contrato.
Em que unidade sai o deslocamento do espelho?
Na mesma unidade usada para o comprimento de onda. Se você informar em metros, o curso sai em metros; se informar em nanômetros, sai em nanômetros.
Quanto o espelho se moveu após 100 franjas com laser de 6.328e-7 m?
Moveu 0.00003164 m. Multiplique 100 por 6.328e-7 e divida por dois; a mudança de caminho óptico é o dobro, 0.00006328 m.
Ferramentas relacionadas
Para desenvolvedores — acesso via API
Tudo nesta página está disponível via API. Esta seção é para equipes que querem integrar a ferramenta aos próprios sistemas; quem não precisa disso pode simplesmente usar a ferramenta acima.
Endpoint
Autenticação por token Bearer. Um único POST coloca a tarefa na fila; o resultado chega por webhook ou link assinado.
Chame do seu código
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/optics/michelson-mirror-displacement \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"fringe_count":100,"wavelength":6.328e-7}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/optics/michelson-mirror-displacement", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"fringe_count": 100,
"wavelength": 6.328e-7
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/optics/michelson-mirror-displacement",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"fringe_count": 100,
"wavelength": 6.328e-7
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/optics/michelson-mirror-displacement", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"fringe_count":100,"wavelength":6.328e-7}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"fringe_count":100,"wavelength":6.328e-7}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/optics/michelson-mirror-displacement", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemplo de requisição
{
"fringe_count": 100,
"wavelength": 6.328e-7
}Exemplo de resposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "optics.michelson_mirror_displacement",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}A API é assíncrona: cada chamada devolve um task_id na hora. Se preferir polling, consulte o status a até 1 requisição por segundo.
Preço
Preço publicado, sem tokens nem créditos escondidos. Tarefa que falha não é cobrada.
Erros
| HTTP | Código | O que significa |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Token ausente ou inválido. Confira o header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Saldo insuficiente para esta tarefa. Faça uma recarga e tente de novo. |
404 | unknown_type | Esse tipo de tarefa não existe. Confira o campo type no catálogo. |
429 | rate_limited | Muitas requisições em pouco tempo. Espere um instante e tente de novo. |
Notas técnicas
O que a contagem de franjas Michelson mede e o que a resposta contém
Esta calculadora devolve o fringe_count e o wavelength normalizados que você forneceu, o mirror_displacement calculado arredondado à precisão solicitada, o optical_path_change Nλ (igual a 2ΔL), a precisão usada, uma string de fórmula curta, uma equação concreta com números substituídos, a tag de método michelson_mirror_displacement e uma mensagem de uma linha. Não há traçado de raios nem amostragem aleatória de intensidades: o motor constrói um ΔL em ponto flutuante exato dentro da faixa de magnitude suportada ou rejeita a entrada com invalid_input. Se você precisar de espaçamento de franjas de fenda dupla em uma tela distante, envelopes de difração de fenda única ou índice de refração a partir do deslocamento de franjas em uma célula, use ferramentas dedicadas; esta página responde apenas ao deslocamento do espelho extremo de Michelson a partir de franjas contadas, com saída numérica estável adequada a planilhas, testes unitários e consumidores de API que não devem inventar frentes de onda.
Como a contagem de franjas e o comprimento de onda são lidos e como ΔL permanece reproduzível
Sinais de mais opcionais no início e notação científica em strings numéricas são permitidos quando se interpretam como decimais finitos; espaços embutidos, prefixos hexadecimais e tokens não numéricos são rejeitados com mensagem clara para que uma célula errada não se torne um deslocamento incorreto. A contagem de franjas deve ser não negativa: um N negativo é rejeitado porque o «número de franjas contadas» não é um contador com sinal neste contrato (use uma convenção com sinal no seu próprio pós-processamento se registrar a direção do movimento à parte). O motor não converte nanômetros por você: informe λ na mesma unidade que deseja para ΔL —metros geram metros, micrômetros geram micrômetros—. Os campos preferidos são fringe_count para N e wavelength para λ, mas os aliases N, n, fringes, fringeCount e m para a contagem de franjas, e lambda, a letra grega λ, wl e wavelength_m para o comprimento de onda, são aceitos para que planilhas, query strings e formulários tipados reutilizem o mesmo contrato. O comprimento de onda deve ser estritamente positivo; valores nulos ou negativos falham com invalid_input porque dividir a mudança de caminho por dois ainda exige um λ positivo significativo. Um campo opcional precision, com aliases decimals e dp, escolhe quantas casas decimais expor nos campos numéricos, com padrão doze e teto quinze para que goldens JSON permaneçam estáveis. O cálculo multiplica N por λ, divide o produto por dois para mirror_displacement e também reporta optical_path_change como N vezes λ, para que você possa verificar a identidade de ida e volta 2ΔL igual a Nλ sem rederivá-la. Combine a execução gratuita no navegador desta página com a API paga quando precisar do mesmo resultado matemático dentro de um pipeline automatizado.
Onde as verificações de deslocamento Michelson se encaixam em laboratórios, estudo e software
Nesta página o trabalho roda inteiramente no seu navegador; pela API cada consulta bem-sucedida custa US$ 0,002, validação falha não é cobrada e nada é armazenado após a resposta. Essa divisão —exploração interativa gratuita e uma API idêntica paga— alinha-se ao restante do catálogo KIT nível A e permite passar de uma demo na bancada a um pipeline automatizado sem mudar o resultado matemático. Combine-a com outros endpoints de óptica ao montar um pequeno laboratório de ajudas gratuitas e determinísticas para interferência, difração e física de ondas introdutória.
Casos de integração
Scripts de calibração de instrumentos e estágios
Mapeie logs do contador de franjas para metros de deslocamento em fixtures de CI, checagens de piezostage e demos didáticas com a mesma fórmula pura.
Perguntas técnicas
Quanto custa a calculadora de deslocamento do espelho Michelson?
É gratuita no seu navegador nesta página. Pela API, uma solicitação bem-sucedida custa US$ 0,002; entradas inválidas não são cobradas.
Preciso converter nanômetros eu mesmo?
Sim. Informe o comprimento de onda na mesma unidade de comprimento que deseja para mirror_displacement; o motor não converte unidades.