文档介绍：实验6- 5迈克尔逊干涉仪的原理与使用
. 了解迈克尔逊干涉仪的基本构造，学****其调节和使用方法。
.观察各种干涉条纹，加深对薄膜干涉原理的理解。
.学会用迈克尔逊干涉仪测量物理量。
.实验原理
.迈克尔逊干涉仪光路
如图所示，从光源S发出的光线经半射镜 的反射和透射后分为两束光线，一束向上一束
向右，向上的光线又经M1反射回来，向右的光线
经补偿板后被反射镜M2反射回来在半反射镜处被
半皮引升住被
再次反射向下，最后两束光线在观察屏上相遇，产 气 / n
生干涉。 ㈤- 11
.干涉条纹
.点光源照射一一非定域干涉
如图所示，为非定域干涉的原理图。点S1是光源相对于M1的虚像，点S2,是光源相对 于M2所成 的虚像。则SK S2'所发出的光线会在观察屏上形 成干涉。
当M1和M2相互垂直时，有S1各S2'到点A的 光程差可近似为：
L 2d COSi①当A点的光程差满
足下式时
L 2dcois k②A点为第k级亮条纹。由公式②知当i增大时cosi减小，贝ij k 也减小，即条纹级数变高，所以中心的干涉条纹的级次是最高的
（2）扩展光源照明——定域干涉在点光源之前加一毛玻璃，则形成扩展光源，此时形成 的干涉为定域干涉，定域干涉只有在特定的位置才能看到。
.M1与M2严格垂直时，这时由于d是恒定的，条纹只与入射角i在关，故是等倾干 涉
.M1与M2并不严格垂直时，即有一微小夹角，这种干涉为等厚干涉。当M1与M2 夹角很小，且入射角也很小时，光程差可近似为
L 2dcosi 2d （1 sim?） 2d （1 ^2）③
在M1与M2'的相交处，d= 0,应出现直线条纹，称中央条纹。
（D .长度及波长的测量
由公式②可知，在圆心处i=（Xcosi=1,这时
L2dk ④
从数量上看如d减小或增大N个半波长时，光程差L就减小或增大N个整波长，对
应就有N条条纹缩进中心或冒出。即dN
2
这时数出N的数，就可求得d o反之，如果测出d ,并数出条纹变化数N,就可测出光源 的波长。
.两谱线精细结构的测量形成暗条纹的条件是
2d cosi (2k 1) 2
如果光源为非单色光，而是含有两个相邻的波长人2,且A2,则两种波长的
光形成的干涉条纹位置不同。当移动平面镜 M1与M2'间距为d1时，会出现波长〔的k1
级明条纹与波长2级暗条纹位置重合，这时条纹的对比度最小，有
1
2dl kl 1 K2 2> 2 ®
当M1继续移动时，两个重合的条纹慢慢错开，条纹的对比度又继续增加， 当条纹的对比度
再次最小时，有
2d2(kik)(k212kl)2 ⑦
式⑦减去⑥得
2(d2di)ki(k1)2@
令d chch,同时，当1 • 2 0
2
12®
122 d由上式可知，如果平均波长已知，只需在干涉仪上测出连续两次对比度最小时M1 的位置，即可求得该光波的波长差。
.均匀透明介质的折射率或厚度测量定域干涉的等厚干涉现象，干涉条纹的明暗和间隔与波 长有关。当用白光扩展光源时，不同波长所产生的干涉条纹明暗相互交错重叠，所以一般中 能在中心条纹两旁看到对称的几条彩色的直条纹，稍远就看不见干涉条纹了。利用这一待 点，可以测量均匀透明介质的折射率或厚度。
光通过