文档介绍：物理光学实验指导书
张磊陈宇等主编
长春理工大学光电工程学院
2004 年
前言
按照“物理光学”教学大纲规定的实验要求,并结合光电工程学院的《物理光学》教学
特点及具体的实验情况,我们新编了《物理光学实验指导书》。
本指导教程着眼于物理光学实验的原理及内容,侧重于相关实验现象的分析及理解,以
提高学生的综合分析能力的培养,达到理论教学与实验教学的融合及统一。在该实验指导教
程中共包含八项实验,系统的介绍了所有实验的原理、内容、步骤、装置等,并在每个实验
中都配备了相应的思考题,在编写过程中吸纳了过去实验教学的经验与长处,具有自己的特
色。
本教程由光电工程学院张磊、陈宇等主编。
由于本人水平有限,教程中难免有不足之处,衷心希望广大读者对教程中的不足之处给
予批评指正。
编者
2003 年 12 月
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目录
[实验一] 用激光照明的迈克耳逊干涉仪.................................... 1
[试验二] 法布里——珀罗干涉仪实验...................................... 3
[实验三] 扩展光源的夫琅禾费衍射........................................ 5
[实验四] 色散实验..................................................... 10
[实验五] 旋光实验..................................................... 14
[实验六] 偏振光演示实验............................................... 18
[实验七] 激光衍射光强自动记录系统实验................................. 19
[实验八] 激光衍射演示实验............................................. 20
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[实验一] 用激光照明的迈克耳逊干涉仪
一、实验目的
1、掌握迈克耳逊干涉仪的工作原理并学会调整迈克耳逊干涉仪;
2、了解在激光照明条件下迈克耳逊干涉仪所形成的干涉条纹的特征。
二、实验内容
1、调整迈克耳逊干涉仪并观察其产生的等倾及等厚条纹形态;
2、学会采用迈克耳逊干涉仪测量准单色光的波长。
三、实验仪器
激光照明的迈克耳逊干涉仪一台(含其附件)
四、迈克耳逊干涉仪的原理
迈克耳逊干涉仪的原理光路如图1 -1 所示。
光源 S 发出的光首先到达分光板G1 ,G1 的第二
个折射面上涂有半反半透膜层,入射光将在分光面上
同时发生反射及折射,形成1 、2 两支光路,1 光路经
由反射镜M 1 反射、G1 透射进入观察系统;2 支光路
经补偿板G2 透射、反射镜M 2 反射及G1 的分光面反
射之后进入观察系统,1、2 两支光路相遇发生干涉通
过观察系统即可观察到干涉条纹。
当采用扩展光源时将形成定域条纹,若此时两个
反射镜M 1 , M 2 相平行,则形成定域于无限远的等倾
干涉条纹;若M 1 , M 2 之间有一小的夹角,则将产生
等厚条纹,条纹定域在倾斜反射镜附近。反射镜
M 1 , M 2 可以借助于微动鼓轮在精密导轨上前后移
动,当前后移动反射镜改变M 2 的位置时,将改变虚
平板(或虚楔板)的厚度,条纹将发生移动。图 1-1
当采用的是点光源照明的条件下(诸如本次实验),将产生非定域条纹,只要在两只光
路重叠的空间里都能产生干涉条纹,因此不用任何成像元件只用一个白屏就能够看见干涉条
纹。可见当采用激光点光源照明时比较容易观察到干涉现象。
五、测量步骤
1、首先接通激光器的电源开关,用激光束照明迈克耳逊干涉仪,调整激光管的高低位
置,以便使激光将束能进入系统。
2、固定反射镜M 1 的位置,调整反射镜M 2 后的三个粗调螺钉,使两个反射镜基本垂
直(或M 1 基本平行于M 2),此时在观察屏上可以观察到弧状的条纹,如果条纹很密,通过
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继续调节反射镜M 2 后的三个粗调螺钉能够使条纹变疏并使条纹成圆形并令环的中心处于视
场的中心位置处。
3、转动反射镜M 2 附近的测微鼓轮,反射镜M 2 将发生前后的移动,此时观察屏上
的条纹将随着反射镜M 2 的移动不断的收缩或者冒出,令视场中心的条纹是亮条纹(或暗条
纹),此时读出测微鼓轮上的读数a1 ;然后再转动测微鼓轮,数出冒出(或收缩)的条纹数
为 N 20 个,再次读出测微鼓轮上的读数a2