文档介绍：迈克尔孙干涉仪
1881 年美国物理学家迈克尔孙（ ）为测量光速，依据分振幅产生双光束实现干 涉的原理 精心设计了这种干涉测量装置。迈克尔孙和莫雷（ Morey ）用此一起完成了在相对论研究 中有重要意义的 “mi2 （其中m为正2
整数）时，两种光产生的条纹为重叠的亮纹和暗纹，使得视野中条纹的可见度降低，若 人与九2的
光的亮度又相同,则条纹的可见度为零,即看不清条纹了。
再逐渐移动Mi以增加（或减小）光程差，可见度又逐渐提高，直到人的亮条纹与九2的亮条纹 重合， 暗条纹与暗条纹重合，此时可看到清晰的干涉条纹，再继续移动 Mi,可见度又下降，在光
程差 L L （m m） im m 3 2时,可见度最小（或为零） 。因此,从某一可见度为零的
2
位置到下一个可见度为零的位置,其间光程差变化应为 L m im i 2。化简后
3）
2
12
LL
式中 i 2, i 2 2 。利用式（ 3）可测出纳黄光双线的波长差 4． 时间相干性问题 时间相干性是光源相干程度的一个描述。为简单起见,以入射角 i=0 作为例子,讨论相距为 d 的薄膜上、下两
表面反射光的干涉情况。这时两束光的光程差 L=2d,干涉条纹清晰。当d增加某
—数值d'后，原有的干涉条纹变成一片模糊，2d'就叫作相干长度，用Lm表示。相干长度除以光速 c,是光走过这段长度所需的时间，称为相干时间，用tm表示。不同的光源有不同的相干长度，因而也有不同 的相干时间。 对于相干长度和相干时间的问题有两种解释。 —种解释是认为实际发射的 光波不可能是无穷长 的波列, 而是有限长度的波列, 当波列的长度比两路光的光程差小时, 以路光
已通过了半反射镜， 另一路还没有到达， 这时它们之间就不可能发生干涉， 只有当波列长度大于两 路光的 程差时， 两路光才能在半发射镜处相遇发生干涉， 所以波列的长度就表征了相干长度。 另一 种解释认为： 实际光源发射的光不可能是绝对单色的，而是有一个波长范围，用谱线宽度来表示。
现假设“单色光”的中心波长为俎，谱线宽度为
，也就是说“单色光”是由波长为 0 到
2
d 的增加， 0 和
之间所有的波长组成的，各个波长对应一套干涉花纹。随着距离
2
干涉条纹了，这时对应的2d' Lm就叫做相干长度。由此我们可以得到Lm与俎及之间的关系为:
之间所形成的各套干涉条纹就逐渐错开了，当
2
Lm
m
d 增加到使两者错开一条条纹时，就看不到
4）
波长差越小，光源的单***越好，相干长度就越长，所以上面两种解释是完全一致的。相干时间tm则用下式
表示
2
t m LLm 0 （5）
m cc
钠光灯所发射的谱线为589・Onm与589・6nm，相干长度有2cm。氦氖激光器所发出的激光单色 性很好，其632・8nm的谱线，只有10-i4~10-7nm,相干长度长达几米到几公里的范围。对白光而 言，其和九是同一数量级，相干长度为波长数量级，仅能看到级数很小的几条彩色条纹。
5． 透明薄片折射率（或厚度）的测量 （1 ） 白光干涉条纹 干涉条纹的明暗决定于光程差与波长的关系， 用白光光源，只有在 d=0 的附近才能在 M1、M'2 交线处看到干涉条纹，这时对各种光的波长来说，其