文档介绍：实验十迈克尔逊干涉仪的调整与使用

,经过不同路径再相遇
时,如果光程差小于该束光的相干长度,
1881 年问世以来,迈克尔逊曾用它完成
了三个著名的实验:否定“以太”的迈克尔逊—莫雷实验,光谱精细结构和利用光波波长
、光路直观、精度高,
据迈克尔逊干涉仪的基本原理发展的各种精密仪器已广泛应用于生产和科研领域.

【实验目的】
;
、定域等倾干涉、等厚干涉及白光干涉现象;
,了解条纹可见度等概念的物理意义.
【实验原理】

迈克尔逊干涉仪的典型光路如图 M2
1 所示. M'1
图中Μ1和Μ2是两面平面反射镜,
1

固定而Μ2可通过精密丝杆沿臂长方向光源
移动; 2倾角固定而 1的倾角可通过
ΜΜ G1 M1

2 G2
同的玻璃板,在G1的后表面上镀有半
透明的银膜,能使入射光分为振幅相
等的反射光和透射光,
和G2与M1和M2成 45℃
E
光源发出的光束,通过分光板G1分成
反射光束 1 和透射光束 2,分别射向
M2和M1, 1 迈克尔逊于涉仪的典型光路
光是相干光,
中G2称为补偿板,是为了使光束 2 也同光束 1 一样地三次通过玻璃板,以保证两光束间的
光程差不致过大(这对使用单色性不好的光源是必要的).
由于G1银膜的反射,使在M2附近形成M1的一个虚象M1'.因此,光束 1 和光束 2 的干
涉等效于由M2和M1'之间空气薄膜产生的干涉.
(定域干涉)
如图 2 所示,波长为λ的光束y经间隔为d的上下两平面M2 和M1'反射,反射后的光束
分别为y1和y2.
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设y1经过的光程为l,y2经过的光程为l+Δl,
Δl即为这两束光的光程差(Δ l = + BDAB ),如
果入射角为θ,则
Δ= dl cos2 θ
当
Δ= 2 θ= kcosdl λ时,为亮纹
图 2 等倾干涉光路图
λ
Δ 2 θ+== 12 )k(cosdl 时,为暗纹
2
其中 k 为整数,称干涉级序数,与某条干涉条纹对应.
M1'、M2上下表面平行时,可以观察到明暗相间的圆形条纹,
镜每移动增加或减少λ/ 2 距离,
纹变化或移过的数目ΔN与M2移动距离Δd间的关系是:
Δd = ΔN × λ/ 2 (1)
上式表明,已知M2移动的距离,并记录ΔN,就可确定光的波长.
观察干涉圆环的环心,如增大 d,k 也增大,环心的级次也增大,环心不断吐出环纹,
(a)
(b)

图 3 干涉条纹
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环纹增多