文档介绍：本内容全部来自网络,本人概不负责。迈克尔逊干涉仪一、实验目的, 1、掌握迈克尔逊干涉仪的原理和调节方法; 2、观察等厚干涉、等频干涉以及白光干涉条纹; 3、测量钠黄光 D双线的波长差; 4、测量***灯某一条谱线的相干长度; 5、测量薄片的折射率。二、实验仪器: 1、迈克尔逊干涉仪 2、钠灯; 3、***灯; 4、白炽灯; 5、待测薄片; 6、滤光片; 7、毛玻璃三、仪器的光学原理: 迈克尔逊干涉仪的作用在于利用分光板的反射和透射,将来自光源一束光波分成两束,并经行不同的光路之后,又经分化板的反射和透射而会合,相互交迭满足相干条件,使之在一定条件下产生干涉条纹。图( 1)是迈克尔逊干涉仪的光路示意图,其中 S为一扩展光源, P1 为分光板, 在 P2 背向光源的一面半镀银。 M1 和 M2 是互相垂直放置且与 P2 成 45 °角的两个平面反射镜,来自光源的光波经 P1 的反射和透射分成 1、 2两光束,分别经 M1 、 M2 投射后,再经 P1 的反射和透射而共同进入人眼睛,在一定条件下就可以看到干涉条纹。 P2 是一块折射率和厚度与 P1 完全相同的玻璃板,称为补偿板。当光路中没有 P2 时,由于光束 2通过 P1 内部三次而光束 1通过 P1 内部只有一次,由 P2 造成的两束光的光程差在单色光情况下,可以由调节 M2 的位置加以消除。但在非单色光照明情况下,这个光程差随波长不同而不同,不能由 M2 的位置的调节而同时加以消除,为此引入补偿板 P2 。光束 1通过 P2 两次, 以补偿 S M2 M1 ‘ P1 P2 M1 光束 1少通过 P1 两次所造成的光程差。图( 1) 图中 M￠1是 M1 经 P1 反射后的虚像,因而光在迈克尔逊干涉仪中自 M1 和 M2 的反射相当于自 M2 和 M￠1的反射,于是迈克尔逊干涉仪所产生的干涉与厚度为 d的空气平行平板所产生的干涉一样。两反射光的光程差为( 1) 其中 d为空气平行平板的厚度, i￠为光线的入射角。亮纹条件为( 2) 暗纹条件为( 3) 当 M2 与 M￠1严格平行时,可以观察到由一系列同心圆环组成的等倾干涉条纹。当 M2 与 M￠1不严格平行且 M2 与 M￠1足够靠近时, M2 与 M￠1构成一楔形空气薄板,可以观察到一系列互相平行,宽度相同的等厚干涉条纹。在干涉仪中, M2 可沿着与其表面垂直的方向平移,当 M2 平移时, M￠1与 M2 之间的距离 d将发生变化。对等倾条纹来说,当 d逐渐增大时,同心圆环不断向外扩展;当 d逐渐减小时,同心圆环不断向内收缩。在实验中,我们就以等倾条纹的这一变化规律作为判断光程差增减的依据。当 M2 与 M￠1相交且交角很小时,若用白光作光源,则可看到彩色的条纹。若是等厚干涉,则中央是一条白色条纹,两侧有若干彩色条纹。中央条纹对应于 d=0 。测量钠灯 D双线波长差的原理: 钠黄光 D双线彼此很接近,设其为 l1和 l2且 l2>l1 。可以出现这样的情况,当 d 为某一 d1 值时, l2的 k2级亮条纹与 l1的级暗条纹在 i￠k观察方向上相重,即彼此的各级干涉条纹是互相错开的,于是有: ( 4) 这时由于 l1和 l2的光强相差不大,所以干涉条纹的可见度为零即视场中看不到干涉条纹。逐渐移动 M2 增加(或减小) d的大小到某一值 d2 时,在同一观察