文档介绍：迈克尔逊干涉实验
制作:陈颜
实验目的
。
。
,并测量激光的波长。
实验仪器
迈克尔逊干涉仪
He-Ne激光器
毛玻璃屏
扩束镜
小孔光阑
迈克尔逊简介
迈克尔逊(Albert Abraban Michelson,1852-1931)
美国物理学家。
曾从事光速的精密测量
工作。
迈克尔逊首倡用光波波长作为长度基准。
1881年,他发明了一种用以测定微小长度、折射率和光波波长的干涉仪(迈克尔逊干涉仪)。
. 莫雷合作,进行了著名的迈克尔逊-莫雷实验, 否定了“以太”的存在,为爱因斯坦建立狭义相对论奠定了基础。
由于创制了精密的光学仪器和利用这些仪器所完成的光谱学和基本度量学研究,迈克尔逊于1907年获诺贝尔物理学奖金。
迈克尔逊干涉仪全图
迈克尔逊干涉仪
在近代物理学和近代计量科学中,迈克尔逊干涉仪具有重大的影响,得到了广泛应用,它不仅可以观察光的等厚、等倾干涉现象,精密地测定光波波长、微小长度、光源的相干长度等,还可以测量气体、液体的折射率等。
迈克尔逊干涉仪是历史上最著名的经典干涉仪,其基本原理已经被推广到许多方面,研制成各种形式的精密仪器,广泛地应用于生产和科学研究领域。
WSM--100型迈克尔逊干涉仪的主体结构如图5—12—1所示,由下面六个部分组成
(1)底座
底座由生铁铸成,较重,确保证了仪器的稳定性。由三个调平螺丝9支撑,调平后可以拧紧锁紧圈10以保持座架稳定。
(2)导轨
导轨7由两根平行的长约280毫米的框架和精密丝杆6组成,被固定在底座上,精密丝杆穿过框架正中,丝杆螺距为1毫米,如图5—12—1所示。
(3)拖板部分
拖板是一块平板,反面做成与导轨吻合的凹槽,装在导轨上,下方是精密螺母,丝杆穿过螺母,当丝杆旋转时,拖板能前后移动,带动固定在其上的移动镜11(即M1)在导轨面上滑动,实现粗动。M1是一块很精密的平面镜,表面镀有金属膜,具有较高的反射率,垂直地固定在拖板上,它的法线严格地与丝杆平行。倾角可分别用镜背后面的三颗滚花螺丝13来调节,各螺丝的调节范围是有限度的,如果螺丝向后顶得过松在移动时,可能因震动而使镜面有倾角变化,如果螺丝向前顶得太紧,致使条纹不规则,严重时,有可能将螺丝丝口打滑或平面镜破损。
(4)定镜部分
定镜M2与M1是相同的一块平面镜,
固定在导轨框架右侧的支架上。
通过调节其上的水平拉簧螺钉15使
M2在水平方向转过一微小的角度,
能够使干涉条纹在水平方向微动;
通过调节其上的垂直拉簧螺钉16使
M2在垂直方向转过一微小的角度,
能够使干涉条纹上下微动;与三颗
滚花螺丝13相比,15、16改变M2的
镜面方位小得多。定镜部分还包括
分光板P1和补偿板P2,前面原理部分已介绍。
(5)读数系统和传动部分
1)移动镜11(即M1)的移动距离毫米数可在机体侧面的毫米刻尺5上直接读得。
2)粗调手轮2旋转一周,拖板移动1毫米,即M2移动1毫米,同时,读数窗口3内的鼓轮也转动一周,鼓轮的一圈被等分为100格,每格为10-2毫米,读数由窗口上的基准线指示。
3)微调手轮1每转过一周,,可从读数窗口3中可看到读数鼓轮移动一格,而微调鼓轮的周线被等分为100格,则每格表示为10-4毫米。所以,最后读数应为上述三者之和。
(6)附件
支架杆17是用来放置像屏18用的,由加紧螺丝12固定。
(1)按图5—12-3所示安装激光器和迈克尔逊干
涉仪。打开激光器的电源开关,光强度旋扭调至中
间,使激光束水平地射向干涉仪的分光板P1 。
(2)调整激光光束对分光板P1的水平方向入射角
为45度。
如果激光束对分光板P1在水平方向的入射角为45度,
那么正好以45度的反射角向动镜M1垂直入射,原路
返回,这个像斑重新进入激光器的发射孔。调整时,
先用一张纸片将定镜M2遮住,以免M2反射回来的像
干扰视线,然后调整激光器或干涉仪的位置,使激
光器发出的光束经P1折射和M1反射后,原路返回到
激光出射口,这已表明激光束对分光板P1的水平方
向入射角为45度。
(3)调整定臂光路
将纸片从M2上拿下,遮住M1的镜面。发现从定镜M2
反射到激光发射孔附近的光斑有四个,其中光强最
强的那个光斑就是要调整的光斑。为了将此光斑调
进发射孔内,应先调节M2背面的3个螺钉,改变M2的反射角度。微小改变M2的反射角度再调节水平拉簧螺钉15和垂直拉簧螺钉16,使M2转过一微小的角度。特别注意,在未调M2之前,这两个细调螺钉必须旋放在中间位置。
(4)拿掉M1上的纸片后,要看到两个臂上的