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迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告(共10页).doc

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迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告(共10页).doc

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实验十四 迈克耳孙干涉仪的调节和使用
当d减小(即M1向M'2靠近)时,若我们跟踪观察某一圈条纹,将看到该干涉环变小,向中心收缩(因d变小,对某一圈条纹2dconθ保持恒定,此时θ就要变小)。每当d减小λ/2,干涉条纹就向中心消失一个。当M1与M'2接近时,条纹变粗变疏。当M1与M'2完全重合(即d=0)时,视场亮度均匀。
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当M1继续沿原方向前进时,d逐渐由零增加,将看到干涉条纹一个一个地从中心冒出来,每当d增加λ/2,就从中间冒出一个,随着d的增加,条纹重叠成模糊一片,图7-4表示d变化时对于干涉条纹的影响。
二、测量光波的波长
在等倾干涉条件下,设M1移动距离∆d,相应冒出(或消失)的圆条纹数N,则
(1)
由上式可见,我们从仪器上读出∆d,同时数出相应冒出(或消失)的圆条纹数N,就可以计算出光波的波长λ。
*三、等厚干涉条纹
若M1不垂直M2,即M1与M'2不平行而有一微小的夹角,且在M1与M'2相交处附近,两者形成劈形空气膜层。此时将观察到等厚干涉条纹,凡劈上厚度相同的各点具有相同的光程差,由于劈形空气层的等厚点的轨迹是平行于劈棱(即M1与M'2的交线)的直线,所以等厚干涉条纹也是平行于M1与M'2的交线的明暗相间的直条纹。
当M1与M'2相距较远时,甚至看不到条纹。若移动M1使M1与M'2的距离变小时,开始出现清晰地条纹,条纹又细又密,且这些条纹不是直条纹,一般是弯曲的条纹,弯向厚度大的一侧,即条纹的中央凸向劈棱。在M1接近M'2的过程中,条纹背离交线移动,并且逐渐变疏变粗,当M1与M'2相交时,出现明暗相间粗而疏的条纹。其中间几条为直条纹,两侧条纹随着离中央条纹变远,而微显弯曲。
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随着M1继续沿着原方向移动时,M1与M'2之间的距离逐渐增大,条纹由粗疏逐渐变得细密,而且条纹逐渐朝相反方向弯曲。当M1与M'2的距离太大时,条纹就模糊不清。图7-5表示M1与M'2距离变化引起干涉条纹的变化。
四、测定钠光双线(D1D2)的波长差
当M1与M'2相平行时,得到明暗相间的圆形干涉条纹。如果光源是绝对单色的,则当M1镜缓慢地移动时,虽然视场中条纹不断涌出或陷入,但条纹的视见度应当不变。
设亮条纹光强I1,相邻暗条纹光强为I2,则视见度V可表示为
视见度描述的是条纹清晰的程度。
如果光源中包含有波长λ1和λ2相近的两种光波,而每一列光波均不是绝对单色,以钠黄光为例,它是由中心波长λ1==,。每一条谱线又有一定的宽度,如图7-6所示,由于双线