文档介绍：迈克尔逊干涉仪的应用和实验中常遇到的问题,注意事项和处理方法
关键词:迈克尔逊,干涉仪,应用,注意事项,
在做了三次关于迈克尔逊的实验以后,对这个实验各方面都认识很深,尤其是对仪器的调节和使用,对实验现象的观察和对实验数据处理的方法等等。在此我将谈谈自己对迈克尔逊实验的认识和对此实验的一些看法和意见。
迈克尔逊干涉仪和它的应用:
迈克尔逊干涉仪,是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作,为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。通过调整该干涉仪,可以产生等厚干涉条纹,也可以产生等倾干涉条纹。主要用于长度和折射率的测量,若观察到干涉条纹移动一条,便是M2的动臂移动量为λ/2,等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。在近代物理和近代计量技术中,如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。利用该仪器的原理,研制出多种专用干涉仪。
迈克耳孙干涉仪的最著名应用即是它在迈克耳孙-莫雷实验中对以太风观测中所得到的零结果,这朵十九世纪末经典物理学天空中的乌云为狭义相对论的基本假设提供了实验依据。除此之外,由于激光干涉仪能够非常精确地测量干涉中的光程差,在当今的引力波探测中迈克耳孙干涉仪以及其他种类的干涉仪都得到了相当广泛的应用。激光干涉引力波天文台(LIGO)等诸多地面激光干涉引力波探测器的基
本原理就是通过迈克耳孙干涉仪来测量由引力波引起的激光的光程变化,而在计划中的激光干涉空间天线(LISA)中,应用迈克耳孙干涉仪原理的基本构想也已经被提出。迈克耳孙干涉仪还被应用于寻找太阳系外行星的探测中,虽然在这种探测中马赫-曾特干涉仪的应用更加广泛。迈克耳孙干涉仪还在延迟干涉仪,即光学差分相移键控解调器(Optical DPSK)的制造中有所应用,这种解调器可以在波分复用网络中将相位调制转换成振幅调制。
迈克尔逊干涉仪使用注意事项:
(1)千万不要用手触摸光学表面,且要防止唾液溅到光学表面上。
(2)在调节螺钉和转动手轮时,一定要轻、慢,决不能强扭硬扳。
(3)反射镜背后的粗调螺钉不可旋得太紧,用来防止镜面的变形。
(4)在调整反射镜背后粗调螺钉时,先要把微调螺钉调在中间位置,以便能在两个方向上作微调。
(5)测量中,转动手轮只能缓慢地沿一个方向前进(或后退),否则会引起较大的空回误差。
下面是在实验中常遇到的问题及解决方法:
1. 观察点光源非定域干涉时,屏上只看到一大片光斑,看不到干涉条纹,怎么办?
移走扩束镜,调节激光管方位,配合调M1、M2后螺钉,使由M1、M2反射的最亮光点能大致回到激光管中,此时入射光与分光板成45°角。然后重新微调M1、M2后面的螺钉,使得屏上两排光点中最亮光点完全
重合,重合的标准是最亮光点中出现细条纹(其它光点也有细条纹),再放上扩束镜,屏上必看到干涉条纹。
2. 观察点光源非定域干涉时,屏上只看到干涉圆弧,没看到干涉圆环,怎么办?
调节水平拉簧螺钉和垂直拉簧螺钉,使干涉条纹往变粗变稀方向移动,必可调出干涉圆环的圆心。
3. 调节微调旋钮时,没看到圆环“冒出”或“缩进”,怎么办?
原因:可能是微调旋钮与移动可动镜M1的精密丝杆之间出现了“滑丝”。
办法:可调节粗调大手轮,使M1重新移到一个粗调位置,再使微调手轮多转几圈