迈克尔干涉实验.doc

文档介绍：组装迈克耳逊干涉仪
班级：09材成（2）班
姓名：张兵
学号：7
摘要：
迈克耳逊干涉仪是用来测定光谱，薄膜的厚度，液体的折射率等的仪器，由美国物理学家迈克耳逊发明，其原理是利用分振幅法产生双光束以实现干涉，通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。
关键字：
迈克耳逊干涉仪 激光 镜
实验目的：
了解迈克耳逊干涉仪的干涉原理和迈克耳逊干涉仪的结构。
掌握迈克耳逊干涉仪的调整和使用方法。
学****在组装的迈克耳逊干涉仪上开拓应用的技能。
在组装的迈克耳逊干涉仪上进行压电晶片电致伸缩效应的观测。粗略测出压电晶片的压电系数。
实验仪器：
防震台，氦氖激光光源，凸透镜，凹透镜，可变光栏，直尺，光屏，反射镜，分光镜等。

实验原理：
（1）迈克耳逊干涉仪：迈克耳干涉仪是用分振幅的方法，获得双干涉的仪器。其结构如图所示：
M1、M2（在以下各图当中可动反射镜为M2，固定反射镜为M1）为互相垂直的平面反射镜，，可用来更细微地调节反射镜M2的平面方位。分束板内侧镀有反射膜，反射膜与M1、M2成45度角。补偿板可使两光束在玻璃中经过的光程完全相同。转动粗动手轮和微动手轮可使平面镜M1沿导轨方向前后移动，移动的距离可从标尺、读数窗和微动手轮读出。
（2）干涉条纹的产生
迈克耳逊干涉仪的原理见图1。光源S发出的光束射到分光板G1上,G1的后面镀有半透膜，光束在半透膜上反射和透射，被分成光强接近相等、并相互垂直的两束光。这两束光分别射向两平面镜M1和M2经它们反射后又汇聚于分光板
，再射到光屏E处，从而得到清晰的干涉条纹。
图1 干涉原理图
（3）干涉条纹图样
在迈克耳逊干涉仪中，由M1、M2反射出来的光是两束相干光，M1和M2可看成是两个相干光源，因此，在迈克耳逊干涉仪中可观察到：
点光源的非定域干涉条纹。
点、面光源等倾干涉条纹。
面光源等厚干涉条纹。
（4）等倾干涉原理
迈克耳逊干涉仪等倾干涉光路
等倾干涉相当于平行平面空气膜干涉。入射倾角i相等的光线经平行膜反射，其相干光形成同一级干涉圆条纹，其光程差为：
入射倾角i相等的光线构成一圆锥面。线经平行膜反射，其相干光用透镜聚焦在焦平面上形成同一级圆条纹。
光程图
（5）等厚干涉原理
如果M1和M'2间形成一很小的角度，则M1与M'2之间有一楔形空气薄层，这时将产生等厚干涉条纹。当光束入射角θ足够小时，可由式（1）求两相干光束的光程差，即
= （5）
在M1、M'2的交线上，d=0，即δ=0，因此在交线处产生一直线条纹，称为中央明纹。在左右两旁靠近交线处，由于θ和d都很小，这时式（5）中的项与2d相比可忽略，因而由
δ=2d （6）
所以产生的条纹近似为直线条纹，且与中央条纹平行。离中央条纹较远处，因项的影响增大，条纹发生显著的弯曲，弯曲方向突向中央明纹。离交线越远，d越大，条纹弯曲地越明显。
`
（6）点光源产生的非定域干涉花样