文档介绍：迈克尔逊干涉仪的调整和使用一、实验目的:(1)了解迈克尔逊干涉仪的原理结构,学****调节和使用方法。(2)观察等倾,等厚干涉现象。(3)测量He-Ne激光波长。二、实验仪器:三、实验原理:图1是迈克尔逊干涉仪的光路原理图。光源上一点发出的光线射到半透明层K上被分为两部分光线“1”和“2”。光线“2”射到M2上被反射回来后,透过G1到达E处;光线“1”透过G2射到M1,被M1反射回来后再透过G2射到K上,反射到达E处。这两条光线是由一条光线分出来的,故它们是相干光。光线“1”也可看作是从M1在半透明层中的虚像M1ˊ反射来的。在研究干涉时,M1ˊ与M1是等效的。调整迈克尔逊干涉仪,使之产生的干涉现象可以等效为M1ˊ与M2之间的空气薄膜产生的薄膜干涉。用凸透镜会聚的激光束是一个很好的点光源,它向空间发射球面波,从21MM和反射后可看成由两个光源21SS和?发出的(见图2),)(21SS或至屏的距离分别为点光源S从)(1211GMMG和或和反射至屏的光程,21SS和?的距离为M1ˊ和M2之间距离d的二倍,补偿板微调手轮He-Ne激光器迈克尔逊干涉仪分光板固定反射镜移动反射镜光阑孔观察屏粗调手轮读数窗2k1即2d。虚光源21SS和?发出的球面波在它们相遇的空间处处相干,这种干涉是非定域干涉。如果把屏垂直于21SS和?的连线放置,则我们可以看到一组同心圆,圆心就是21SS和?连线与屏的交点。如图2,由21SS?到屏上的任一点A,两光线的程差L可得:?cos2dL?(1)由式(1)可知:(1)当0??时程差最大,即圆心E点所对应的干涉级别最高。当移动21MM的距离d增大时,圆心干涉级数越来越高,我们就可以看到圆条纹一个一个从中心“冒”出来,反之当d减小时,圆条纹一个一个地向中心“缩”进去。每当“冒”出或“缩”进一条条纹时,d就增加或减小2?,所以测出“冒出”或“缩进”的条纹数目N?,由已知波长?就可求得1M移动的距离,这就是利用干涉测长法;反之,若已知1M移动的距离,则就可求得波长,它们的关系为:2?Nd???(2)即Nd???2?(3)(2)d增大时,程差L每改变一个波长?所需的?的变化值减小,即两亮环(或两暗环)之间的间隔变小。看上去条纹变细变密。反之d减小,条纹变粗变稀。四、实验步骤:'1M激光器EG1G2d图1迈克尔逊干涉仪图2非定域干涉(1)使He-Ne激光束大致垂直于M1,即调节He-Ne激光器高低左右位置,使反射回来的光束按原路返回。(2)装上观察屏E,可看到分别由M1和M2反射至屏的两排光点,每排四个光点,中间两个比较亮,旁边两个比较暗。调节M1和M2背面的三个螺钉,使两排光点一一重合,这时M1与M2大致互相垂直。(3)用He-Ne激光器照在G1上,此时一般在屏上会出现干涉条纹,再调节细调拉簧微动螺钉,使能看到位置适中、清晰的圆环状非定域干涉条纹。观察条纹变化。转动粗调手轮,可看到条纹的“冒出”或“缩进”。判别M1ˊM2之间的距离d是变大还是变小。-Ne激光波长仔细转动微调鼓轮,使条纹的变化处于“缩进”,当圆形条纹中间的一条缩为一暗点时,记录读数d;再向同一方向转动微调鼓轮,同时读取条纹变化的数目,每次数到50记录一次读数,共测量10组数据。每次测量时,也都使中间的一条暗纹刚好缩为一暗点时,再记录读数。应用逐差法加以处