文档介绍：1 迈克耳孙干涉仪 1881 年美国物理学家迈克耳孙( ichelson ) 为测量光速,(Morley )用此一起完成了在相对论研究中有重要意义的“以太”漂移实验. 迈克耳孙干涉仪身机精巧、应用广泛,许多现代干涉仪都是由它衍生发展出来的。本实验的目的是了解迈克耳孙干涉仪的原理、结构和调节方法、观察非定域干涉条纹,测量氦氖激光的波长,并增强对条纹可见度和时间相干的认识。实验原理 -1 所示, A和B 为材料、厚度完全相同的平行板,A 的一面镜上半发射膜,M 1,M 2为平面反射镜,M 2是固定的,M 1和精密丝杆相连,使其可前后移动,最小读数为 10-4 mm,可估计到 10-5 mm, M 1和M 2后各有几个小螺丝可调节其方位。光源 S 发出的光射向 A 板而分成( 1)、(2 )两束光,这两束光又经 M 1和M 2反射,分别通过 A的两表面射向观察处 O,相遇而两束光的光程差仅由 M 1,M 2与A 板的距离决定。由此可见,这种装置使相干的两束光在相遇之前走过的路程相当长,而且其路径是互相垂直的,分的很开,这正是它的主要优点之一,从O处向 A处观察, 除看到 M1镜外,还可以通过 A的半反射膜看到 M 2的虚象M 2’,M 1与M 2镜所引起的干涉,显然与 M 1,M 2’引起的干涉等效,M 1,和M 2形成了空气“薄膜”, 因M 2’不是实物,故方便地改变薄膜的厚度(即M 1,和M 2的距离),甚至可以使 M 1,和M 2重叠和相交,在某一镜面还可根据需要放置其他被研究的物体,这些都为其广泛的应用提供了方便。 1与M 2反射后,相当于两个虚光源S 1, S 2发出的相干光束(图 .-2 )。若原来空气膜厚度(即 M 1,和 M 2’之间的距离)为 h,则两个虚光源 S 1和S 2之间的距离为 2h,显然只要(M 1,和M 2’即M 2)足够大,在光源同侧的任一点 2 上, 总能有 S 1和S 2 的相干光线相交, 从而在 P 点处可观察到干涉现象, 因而这种干涉是非定域的。若P点在某一条纹上,则由 S 1和S 2到达该条纹任意点(包括 P点)的光程差△是一个常量,故 P 点在的曲面是旋转双曲线,旋转轴是的 S 1、S 2 的连线,显然,干涉图样的饿形状和观察屏的位置有关,当观察屏垂直与 S 1、S 2 的连线时,干涉图是一组同心圆,-3 推导△的具体形式,光程差]2222)2(RZRhZ??????????????????????????12 1441 22 222RZ h Zh RZ 把小括号内展开,则?????????????????????????????????? 222 222 222448 1442 1RZ h Zh RZ h Zh RZ??????????????? 22 322232222RZZ hZhhR ZR ZRZ hZ?????????????? 23 322 22 cos cos 2 sin 1 cos 2Z hZ hZ hh 由于,Zh ??所以) sin