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实验十四迈克耳孙干涉仪的调节和使用
迈克耳孙干涉仪在近代物理学的发展中起过重要作用。 19 世纪末，迈克耳孙
）与其合作者曾用此仪器进行了“以太漂移”实验、标定米尺及推断光谱精细结构等三项著名的实验。第一项实验解决了当时关于“以太”的争论，并为爱因斯坦创立相对论提供了实验依据；第二项工作实现了长度单位的标准化。迈克耳孙发现镉红线（波长 λ=）是一种理想的单色光源。可用它的波长作为米尺标准化的基准。
他定义 1m= 镉红线波长，精度达到 10-9,这项工作对近代计量技术的发展作出了
重要贡献；迈克耳孙研究了干涉条纹视见度随光程差变化的规律，并以此推断光谱线的精细结构。
今天，迈克耳孙干涉仪已被更完善的现代干涉仪取代，但迈克耳孙干涉仪的基本结构仍然是许多现代干涉仪的基础。
【实验目的与要求】
。
。
He－ Ne 激光束的波长和钠光双线波长差。
【实验仪器】
迈克耳孙干涉仪， He－ Ne 激光束，钠光灯，扩束镜，毛玻璃
迈克耳孙干涉仪是应用光的干涉原理，测量长度或长度变化的精密的光学仪器，其光路图如图 7-1 所示。
S-激光束； L- 扩束镜； G1 -分光板； G2 -补偿板； M 1、
M 2 -反射镜； E-观察屏。
图 7-1 迈克耳孙干涉仪光路图
从氦氖激光器发出的单色光 s，经扩束镜 L 将光束扩束成一个理想的发散光束，该光
束射到与光束成 45?倾斜的分光板 G1 上，G1 的后表面镀有铝或银的半反射膜，光束被半反
射膜分成强度大致相同的反射光 (1) 和(2) 。这两束光沿着不同的方向射到两个平面镜 M1 和
M 2 上，经两平面镜反射至 G1 后汇合在一起。仔细调节 M1 和 M2，就可以在 E 处观察到干
涉条纹。 G2 为补偿板，其材料和厚度与 G1 相同，用以补偿光束 (2) 的光程，使光束 (2) 与光束 (1) 在玻璃中走过的光程大致相等。
迈克耳孙干涉仪的结构图如图
7-2 所示。两平面镜 M1 和 M2 放置在相互垂直的两臂上。
其中平面镜 M2 是固定的，平面镜 M1 可在精密的导轨上前后移动，
以便改变两光束的光程
差，移动范围在
0~100nm 内。平面镜 M1、 M2 的背后各有三个微调螺丝 (图中的 3、 12)，
用以改变平面镜
M1、M 2 的角度。在平面镜 M2 的下端还附有两个相互垂直的拉簧螺丝
10、
11，可以细调平面镜 M2 的倾斜度。
移动平面镜 M1 有两种方式：一是旋转粗调手轮
7 可以较快地移动 M 1：二是旋转微调
鼓轮 9 可以微量移动 M1 (如果迈克耳孙干涉仪有紧固螺丝
8，则在转动微调鼓轮前，先要
拧紧紧固螺丝
8，转动粗调手轮前必须松开紧固螺丝
8，否则会损坏精密丝杆。若没有紧
固螺丝，直接旋转微调鼓轮 9 则可微量移动 M 1)。平面镜 M1 的位置读数由三部分组成：
从
导轨上读出毫米以上的值；从仪器窗口的刻度盘上读到
；在微动手轮上最小刻度
值为，还可估读到的 1/10。
【实验原理】
一、等倾干涉条纹
等倾干涉条纹是迈克耳孙干涉仪所能产生的一种重要的干涉图样。
如图 7-1 和图 7-3 所示，
2
当 M1和 M2垂直时，像
M'
2 是 M2 对半反射膜的虚象，其位置在
M1 附近。当所用光源
为单色扩展光源时，我们在
E 处观察到的干涉条纹可以看作实反射镜
M1 和虚反射镜 M'
2
所反射的光叠加而成的。
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'
'
设 d 为 M1、M