文档介绍：迈克尔孙干涉实验误差分析及改进
摘 要： 分析迈克尔孙干涉实验中可能出现的•些误差，并据此提出了对实验操作及仪器的•些改进。
关键词： 迈克尔孙干涉；误差；改进
Error Analysis and Improvement of the Experiment of
Michelson Interferometer
Abstract: The article analyzes some possible errors in the experiment of Michelson interferometer and puts forward
improvements according to these analyses.
key words: Michelson Interferometer； error analysis； improvement
在短学期的物理实验中，我们利用迈克尔孙干 涉仪观察了光的干涉的基本现象，并测量了单色光 的波长、钠黄光两条谱线之间的波长差，估测了白 光光源的相干长度和谱线宽度。实验中所得的测量 值与公认值相比，总是存在着或多或少的误差。本 文将通过对这些误差的分析来提出对迈克尔孙干 涉实验的一些改进意见。
1、实验原理回顾
迈克尔孙干涉仪原理
迈克尔孙干涉仪的原理图如图1所示，G1和G2为 材料、厚度完全相同的平行板，G1的一面镀上半
反射膜，佻为平面反射镜，佻是固定的，州 和精密丝杆相连，使其可前后移动，最小读数为 10-4mm,可估计到10-5mm, 和后各有几个 小螺丝可调节其方位。
光源S发出的光射向G1板而分成（1）、（2）
两束光，这两束光又经和〃2反射，分别通过
G1的两表面射向观察处E,相遇而发生干涉，G2 作为补偿板的作用是使（1）、（2）两束光的光程差 仅由与G1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。处向A 处观察，除看到镜外，还可通过A的半反射膜 看到佻的虚像肱2‘，肱1与佻镜所引起的干涉，
显然与肱1、肱2‘引起的干涉等效，肱1和肱2’形成 了空气"薄膜”，因肱2’不是实物，故可方便地改 变薄膜的厚度（即Ml和肱2'的距离），甚至可以使
和肱？重叠和相交，在某一镜面前还可根据需 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。
图1迈克尔孙干涉仪光路图
点光源、非定域干涉原理
图2点光源产生非足域干涉
激光束经短焦距凸透镜扩束后可得点光源S, 它发出的球面波经G1反射可等效为是由虚光源S 发出的，9再经肱2’和肱1的反射又等效为由由虚 光源岛'、&发出的两列球面波。这两列球面波在 它们相遇的空间里产生干涉条纹，这种干涉条纹称 为非定域干涉。
随着肱1和队（肱2‘）之间的夹角不同，和
与观察屏的相对位置不同，非定域干涉条纹的 形状也不同。当与肱2‘平行时，垂直于岛、S； 的连线的观察屏处，干涉条纹是一组同心圆，不垂 直时将可能是椭圆或其他形状的干涉条纹。
如图2所示，和发出的球面波在接受屏 上任意一点P的（对应于入射角为0）光程差为
A = § P - S2P = J（Z + 2d）2+7?2 — ^z2 + R2
由于