文档介绍：对迈克尔逊干涉仪实验的一些思考与改进
(东南大学吴健雄学院,南京 211189)
在做迈克尔逊干涉仪的实验时,调节、平行使两组光点中最亮的重合,但是在光屏上看不到干涉图样,就此进行了分析。同时,利用数字电路中计数器的原理,作者对测量单色光波长的步骤中计数圆环的圈数作了改进。
迈克尔逊干涉仪;干涉图样;数字逻辑电路
Some thoughts and improvements on the experiment of Michelson Interferometer
Ji Hangwei
(Chien-shiung Wu College ,Southeast University, Nanjing 211189)
When doing the experiment of Michelson Interferometer , we can’t find the interference pattern. The author referred to some reference books and made some analysis. At the same time, the author made some improvements on measuring the wavelength of the laser by knowledge of digital logic circuit.
Michelson Interferometer; Interference pattern; digital logic circuit
光学实验仪器一般都比较精密,调节要求高,难度大。在做迈克尔逊干涉仪的实验中,我们也遇到了很多困难。使用逐次逼近的方法调节光屏上的光点使其重合时,却无法观测到干涉图样。我对此进行了资料查阅和分析。在测量光的波长时,我们要测量一百个圆环的吞(吐),人眼观察十分辛苦而且容易引起较大的误差。于是,我就想借助数字逻辑电路中的计数器对该实验圆环的计数方法作一些改进。
1、对实验的简单介绍
在做迈克尔逊干涉仪的实验时,调节光路是一
项十分困难的工作。首先介绍一下麦克尔逊干涉仪的光路。
迈克尔逊干涉仪有多种多样的形式,其基本光
路如图1所示。从光源发出的一束光,在分束镜的半反射面上被分成光强近似相等的反射光束1和透射光束2。反射光束1射出后投向反射镜,反射回来再穿过;光束2经补偿板投向反射镜,反射回来再通过,在半反射面上反射。于是,这两束相干光在空间相遇并产生干涉,通过望远镜或人眼可以观察到干涉条纹。
补偿板的材料和厚度都和分束镜相同,并且与
分束镜平行放置,其作用是为了补偿反射光束1因在中往返两次所多走的光程,使干涉仪对
不同波长的光可以同时满足等光程的要求。
图1 迈克尔逊干涉仪光路图
在调节和互相垂直(即和平行)时,在观察屏上可以观测到两组光点。使其中最亮的两个点重合,可使用二分法逐次逼近,以消除视差。这种方法对调节光路十分有帮助。
2、遇到的问题
图2 M1、M2到G1距离相等并与G1夹角相等时透射光点重合
(一)
在调节好光点重合后,却观测不到干涉图样。
是为什么呢?可能是因为和并没有调垂直。
图3 M1、M2与G1夹角相等时引入的系统误差
如图2所示,在理想光路下,和、
都