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透明薄片折射率的测定
迈克尔逊干预仪是用分振幅的方法实现干预的光学仪器,,最初用
,他又首次用之于系统研究光谱图2干预条纹随光程差的变化
三、等厚干预与透明玻璃板厚度的测量
如图3,如果Mi和M2间形成一很小的角度, 那么Mi和M2之间有一楔形空气薄层, 这时将产生等厚干
足够小时,可求两相干光束的光程差,即
2
2d cos 2d(i - 2) = 2d d (i)
在Mi、M2的交线上,d 0,即 0,因此在交线处产生一直线条纹,
旁靠近交线处,由于 和d都很小,这时式(i)中的d 2项与2d相比可忽略,因而由
2d
(2)
d 2项的影响增大,条
d越大,条纹弯曲地越明显.
白光光源
M2
所以产生的条纹近似为直线条纹,,因 纹发生显著的弯曲,,
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用眼睛观察
图3等厚干预原理图
由于干预条纹的明暗和间距决定与光程差 与波长的关系,假设用白光作光源,那么每种不同波长的光所
产生的干预条纹明暗会相互交错重叠, 结果就看不到明暗相间的条纹了. 换句话说,如果换用白光作光源,
在一般情况下,,用白光作光源时,在 Mi、M2两面的交线附近的中央条纹可能 看到白色条纹,, 稍远就看不到条纹了.
i中参加一块折射率为 n为厚度为D的均
光通过折射率n为厚度为D的均匀透明介质时,其光程比通过同厚度的空气要大 D(n i).在迈克尔
逊干预仪中,但白光的中央条纹出现在视场的中央后,如果光路
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匀薄玻璃片,由于光束 1的往返,光束1和光束2在相遇时所获得的附加光程差 为
' …
= 2D(n 1) (3)
此时,假设将Mi向Gi方向移动距离l '/2,那么光束1、2在相遇时的光程差又恢复至原样这样,白光
'
l — D(n 1) (4)
2
根据式(4),测出M1前移的距离l,假设薄玻璃片的折射率 n ,那么可求出其厚度 D ;反之,假设 玻璃片的厚度D,那么可求出其折射率 n.
【实验内容及步骤】
一、 迈克尔逊干预仪的根本调节
点燃氮氧激光器,调节其高度和方向,使激光束大致照到两平面镜 M1、M 2及屏的中部,并使从两平
面镜反射来的两束光能尽量原路返回,即尽可能回到激光器的出光口.
屏上可以看到两排光点, M1和M 2后面的三个螺丝,使两个最亮点重合(此时
M1和M2相互垂直).此时要检查回到激光器的两束光是否仍照在出光口或附近.
二、 观察点光源的非定域干预
在氮氧激光器前放置一个扩束镜(短焦距凸透镜) ,
M1的微调鼓轮,观察条纹冒出和缩进现象,判定 M1和M 2之间的
距离|d是增大