文档介绍：-
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- 图3 实验主要装置简易图
2 实验原理
迈克尔逊光路原理
迈克尔逊干预仪的光路原理如图4 所示， 平面镜M1 、 M2 严格垂直，M1被很好的固定，M2可沿臂轴前后移动； G1 、G2 为平行等厚的光滑平玻璃板，与两平面镜成45°角，平玻璃板 G1一侧( 图靠右侧) 镀有很薄的银膜，由于可以把光束分成强度差不多的两局部，所以被称作分光板； 平玻璃板 G2 使得光束①和光束②在玻璃煤质中所走的光程相等，被称作补偿板。光源 s发出的光线经透镜后，射到G1的半透膜处，分成强度差不多的反射局部①和透射局部②。光束②经 G2 射到M2后，被反射，后又经 G2 射到半透膜上，经G1反射到观察系统 P ； 光束①射到G1中的半透膜，被其反射到 M1，继续被反射，经透射到观察屏 P； 由于这两束光满足光的相干条件，所以在屏上相遇会形成干预条纹。
图4 迈克尔逊光路原理图
等倾干预原理
在 S与 G1 之间加上一扩束镜，来提供不同角度的入射光,这样就可以形成等倾干预条纹。当M1⊥M2 时，与镜 M1的法线和镜 M2＇的法线皆成θ角的入射光， 经 M1和M2＇反射后的两束光( 1 ) 和( 2 )彼此平行(如图5)，它们间的光程差可用下式表示：
〔1〕
其中 d是 M1与 M2＇间空气层的厚度，它们属于同一级干预条纹,并定位于无限远。这时，通过屏 P观察到一组明暗相间的同心圆条纹， 其中的每一圆条纹都是等倾角光线叠加的结果， 称为等倾干预。中心条纹对应的倾角，对应的光程差最大，因此也是级数最高的条纹。为了方便，可以忽略反射光线之间的相位突变,则圆纹中心出现亮点的条件就是：
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〔2〕由上式得中心干预条纹的级次：
〔3〕移动 M2 让 d发生变化， 当d增加时，对于任一级干预条纹，例如第k级，必定以减少其cosθk 的值来满足 2dcosθk＝kλ,故该干预条纹向θk 变大的方向移动，这时就会观察到条纹不断从中心生出向外扩展；而且只要间距d增加， 就会有一个条纹涌出。相反，只要d比原来小， 条纹就不断缩进中心。由此观之，每当光程差增加或减少一个波长λ时， d就会增加或减少， 也就是M2 移动了 。设变化△N个干预圆环动镜的移动量为 △d ， 则有环数的变化△N与 M2 的移动量△d之间的关系为：
△d=△N ·( 4 )
图5 等倾干预原理图
简化实验数据分析原理
迈克尔逊干预仪测波长直接得到的是圈数N和位置d，对〔4〕式运用数学工具，对其进展不定积分处理，得d与N的关系为：
〔5〕
此函数是以N为自变量 ， d为积分变量，A 为积分常量的一条直线，对此可利用数学方法做 d-N 图〔如图6〕， 此直线的斜率代表的正是波长的一半 ， 即。
由此知只要算出直线的斜率就可以轻松得出波长λ。
图6 数据分析原理图
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薄膜厚度可以被等厚空气膜代替原理
根据式(4)知道，只要能够知道△N 个干预环对应的动镜M2位置的移动量，就可以测得激光的波长 。相反的如果我们知道激光的波长，动镜M2移动量又恰好等于被测薄膜的厚度，而且该厚度对应干预环的变化数目△N是可以被数出的，则将各量λ，△N带入式( 4 ) 就可测定物体的厚度。这样就有两点说明：一是要使光程的改变正好等于被测厚度的倍数，二是要能记录与之对应干预的吞吐环数。为了到达第一点要求