大學(xué)物理115邁克耳孫干涉儀課件

11-1相干光11-2楊氏雙縫干涉勞埃德鏡11-3光程薄膜干涉11-4劈尖牛頓環(huán)11-5邁克耳孫干涉儀第十一章光學(xué)---光的干涉11-1相干光第十一章光學(xué)---光的干涉1邁克耳孫

邁克耳孫

2邁克耳孫

(AlbertAbrabanMichelson,1852─1931)

美國物理學(xué)家．1852年12月19日出生于普魯士斯特雷諾（現(xiàn)屬波蘭），后隨父母移居美國，1877年畢業(yè)于美國海軍學(xué)院，曾任芝加哥大學(xué)教授，美國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會主席,美國科學(xué)院院長；還被選為法國科學(xué)院院士和倫敦皇家學(xué)會會員，1931年5月9日在帕薩迪納逝世．邁克耳孫

美國物理學(xué)家．1852年12月13

邁克耳孫主要從事光學(xué)和光譜學(xué)方面的研究，他以畢生精力從事光速的精密測量，在他的有生之年，一直是光速測定的國際中心人物．

1881年，他發(fā)明了一種用以測定微小長度、折射率和光波波長的干涉儀（邁克耳孫干涉儀），在研究光譜線方面起著重要的作用．邁克耳孫主要從事光學(xué)和光譜學(xué)方面的研究，他以畢生精力41887年他與美國物理學(xué)家E.W.莫雷合作，進(jìn)行了著名的邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)，這是一個(gè)最重大的否定性實(shí)驗(yàn)，它動搖了經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)．1887年他與美國物理學(xué)家E.W.莫雷合作，進(jìn)5

邁克耳孫首倡用光波波長作為長度基準(zhǔn)，提出在天文學(xué)中利用干涉效應(yīng)的可能性，并且用自己設(shè)計(jì)的星體干涉儀測量了恒星參宿四的直徑．

由于創(chuàng)制了精密的光學(xué)儀器和利用這些儀器所完成的光譜學(xué)和基本度量學(xué)研究，邁克耳孫于1907年獲諾貝爾物理學(xué)獎．邁克耳孫首倡用光波波長作為長度基準(zhǔn)，提出在天文6單色光源反射鏡反射鏡一邁克耳孫干涉儀光路及結(jié)構(gòu)與成角補(bǔ)償板分光板

移動導(dǎo)軌單色光源反射鏡反射鏡一邁克耳孫干涉儀光路及結(jié)構(gòu)與7反射鏡反射鏡單色光源光程差

的像反射鏡反射鏡單色光源光程差的像8當(dāng)不垂直于時(shí)，可形成劈尖型等厚干涉條紋.反射鏡反射鏡單色光源當(dāng)不垂直于時(shí)，可形成劈尖型等厚干涉條9二邁克耳孫干涉儀的主要特性(1)兩相干光束完全分開；

(2)兩光束的光程差可調(diào).二邁克耳孫干涉儀的主要特性(1)兩相干光束完全分開；10三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測長度或波長．d↑?k↑

更高級次的環(huán)從中心“涌出”，所有的環(huán)都往外擴(kuò)。d↓?k↓原最高級次的環(huán)向中心“縮進(jìn)”，所有的環(huán)都往里縮。明紋暗紋三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測11

干涉條紋的移動

當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋從中心一個(gè)個(gè)涌出,并向外擴(kuò)張,干涉條紋變密;

距離變小時(shí)，圓形干涉條紋一個(gè)個(gè)向中心縮進(jìn),干涉條紋變稀

.干涉條紋的移動當(dāng)與之12三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測長度或波長．d↑?k↑

更高級次的環(huán)從中心“涌出”，所有的環(huán)都往外擴(kuò)。d↓?k↓原最高級次的環(huán)向中心“縮進(jìn)”，所有的環(huán)都往里縮。明紋暗紋三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測13干涉條紋移動數(shù)目移動距離移動反射鏡三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測長度或波長．干涉條紋移動數(shù)目移動反射鏡三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可14

在光譜學(xué)中，應(yīng)用精確度極高的近代干涉儀可以精確地測定光譜線的波長極其精細(xì)結(jié)構(gòu)；在天文學(xué)中，利用特種天體干涉儀還可測定遠(yuǎn)距離星體的直徑等。1960年國際計(jì)量會議上,規(guī)定用氪-86在液氮溫度下的2p10-5d5的橙色光在真空中的波長的1,650,763.73倍做為長度的標(biāo)準(zhǔn)單位。

使精度提高了兩個(gè)數(shù)量級,由10-7-10-9米。在光譜學(xué)中，應(yīng)用精確度極高的近代干涉儀可以精確地測定15插入介質(zhì)片后光程差光程差變化干涉條紋移動數(shù)目介質(zhì)片厚度光程差2.可用在光路中加入介質(zhì)片的方法，測介質(zhì)片的折射率或厚度．插入介質(zhì)片后光程差光程差變化干涉條紋移動數(shù)目介質(zhì)片厚度光程差16

長的玻璃管，其中一個(gè)抽成真空，另一個(gè)則儲有壓強(qiáng)為的空氣,用以測量空氣的折射率.設(shè)所用光波波長為546nm，實(shí)驗(yàn)時(shí)，向真空玻璃管中逐漸充入空氣，直至壓強(qiáng)達(dá)到為止.在此過程中，觀察到107.2條干涉條紋的移動，試求空氣的折射率.例

在邁克耳孫干涉儀的兩臂中，分別插入解長的玻璃管，其中一17“以太”參考系是絕對靜止系邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)GM1M2T設(shè)“以太”參考系為系實(shí)驗(yàn)室為系:系相對于系的速度“以太”參考系是絕對靜止系邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)GM1M2T設(shè)“18GM1M2T（從系看）M1

GG

M2G

M1G

M1

GGM1M2T（從系看）M1GG19GM1M2T（從系看）M2

GG

M2

GG

M2G

M2G

M1

GGM1M2T（從系看）M2GG20儀器可測量精度

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

未觀察到地球相對于“以太”的運(yùn)動.儀器可測量精度實(shí)驗(yàn)結(jié)果21結(jié)論：作為絕對參考系的以太不存在.

以后又有許多人在不同季節(jié)、時(shí)刻、方向上反復(fù)重做邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)．近年來,利用激光使這個(gè)實(shí)驗(yàn)的精度大為提高,但結(jié)果卻沒有任何變化．結(jié)論：作為絕對參考系的以太不存在.以后又有許多人在22

邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)測到以太漂移速度為零,對以太理論是一個(gè)沉重的打擊,被人們稱為是籠罩在19世紀(jì)物理學(xué)上空的一朵烏云.邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)測到以太漂移速度為零,對以太理論是23

作業(yè)P169:11-2011-2211-23

作業(yè)2411-1相干光11-2楊氏雙縫干涉勞埃德鏡11-3光程薄膜干涉11-4劈尖牛頓環(huán)11-5邁克耳孫干涉儀第十一章光學(xué)---光的干涉11-1相干光第十一章光學(xué)---光的干涉25邁克耳孫

邁克耳孫

26邁克耳孫

(AlbertAbrabanMichelson,1852─1931)

美國物理學(xué)家．1852年12月19日出生于普魯士斯特雷諾（現(xiàn)屬波蘭），后隨父母移居美國，1877年畢業(yè)于美國海軍學(xué)院，曾任芝加哥大學(xué)教授，美國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會主席,美國科學(xué)院院長；還被選為法國科學(xué)院院士和倫敦皇家學(xué)會會員，1931年5月9日在帕薩迪納逝世．邁克耳孫

美國物理學(xué)家．1852年12月127

邁克耳孫主要從事光學(xué)和光譜學(xué)方面的研究，他以畢生精力從事光速的精密測量，在他的有生之年，一直是光速測定的國際中心人物．

1881年，他發(fā)明了一種用以測定微小長度、折射率和光波波長的干涉儀（邁克耳孫干涉儀），在研究光譜線方面起著重要的作用．邁克耳孫主要從事光學(xué)和光譜學(xué)方面的研究，他以畢生精力281887年他與美國物理學(xué)家E.W.莫雷合作，進(jìn)行了著名的邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)，這是一個(gè)最重大的否定性實(shí)驗(yàn)，它動搖了經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)．1887年他與美國物理學(xué)家E.W.莫雷合作，進(jìn)29

邁克耳孫首倡用光波波長作為長度基準(zhǔn)，提出在天文學(xué)中利用干涉效應(yīng)的可能性，并且用自己設(shè)計(jì)的星體干涉儀測量了恒星參宿四的直徑．

由于創(chuàng)制了精密的光學(xué)儀器和利用這些儀器所完成的光譜學(xué)和基本度量學(xué)研究，邁克耳孫于1907年獲諾貝爾物理學(xué)獎．邁克耳孫首倡用光波波長作為長度基準(zhǔn)，提出在天文30單色光源反射鏡反射鏡一邁克耳孫干涉儀光路及結(jié)構(gòu)與成角補(bǔ)償板分光板

移動導(dǎo)軌單色光源反射鏡反射鏡一邁克耳孫干涉儀光路及結(jié)構(gòu)與31反射鏡反射鏡單色光源光程差

的像反射鏡反射鏡單色光源光程差的像32當(dāng)不垂直于時(shí)，可形成劈尖型等厚干涉條紋.反射鏡反射鏡單色光源當(dāng)不垂直于時(shí)，可形成劈尖型等厚干涉條33二邁克耳孫干涉儀的主要特性(1)兩相干光束完全分開；

(2)兩光束的光程差可調(diào).二邁克耳孫干涉儀的主要特性(1)兩相干光束完全分開；34三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測長度或波長．d↑?k↑

更高級次的環(huán)從中心“涌出”，所有的環(huán)都往外擴(kuò)。d↓?k↓原最高級次的環(huán)向中心“縮進(jìn)”，所有的環(huán)都往里縮。明紋暗紋三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測35

干涉條紋的移動

當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋從中心一個(gè)個(gè)涌出,并向外擴(kuò)張,干涉條紋變密;

距離變小時(shí)，圓形干涉條紋一個(gè)個(gè)向中心縮進(jìn),干涉條紋變稀

.干涉條紋的移動當(dāng)與之36三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測長度或波長．d↑?k↑

更高級次的環(huán)從中心“涌出”，所有的環(huán)都往外擴(kuò)。d↓?k↓原最高級次的環(huán)向中心“縮進(jìn)”，所有的環(huán)都往里縮。明紋暗紋三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測37干涉條紋移動數(shù)目移動距離移動反射鏡三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測長度或波長．干涉條紋移動數(shù)目移動反射鏡三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可38

在光譜學(xué)中，應(yīng)用精確度極高的近代干涉儀可以精確地測定光譜線的波長極其精細(xì)結(jié)構(gòu)；在天文學(xué)中，利用特種天體干涉儀還可測定遠(yuǎn)距離星體的直徑等。1960年國際計(jì)量會議上,規(guī)定用氪-86在液氮溫度下的2p10-5d5的橙色光在真空中的波長的1,650,763.73倍做為長度的標(biāo)準(zhǔn)單位。

使精度提高了兩個(gè)數(shù)量級,由10-7-10-9米。在光譜學(xué)中，應(yīng)用精確度極高的近代干涉儀可以精確地測定39插入介質(zhì)片后光程差光程差變化干涉條紋移動數(shù)目介質(zhì)片厚度光程差2.可用在光路中加入介質(zhì)片的方法，測介質(zhì)片的折射率或厚度．插入介質(zhì)片后光程差光程差變化干涉條紋移動數(shù)目介質(zhì)片厚度光程差40

長的玻璃管，其中一個(gè)抽成真空，另一個(gè)則儲有壓強(qiáng)為的空氣,用以測量空氣的折射率.設(shè)所用光波波長為546nm，實(shí)驗(yàn)時(shí)，向真空玻璃管中逐漸充入空氣，直至壓強(qiáng)達(dá)到為止.在此過程中，觀察到107.2條干涉條紋的移動，試求空氣的折射率.例

在邁克耳孫干涉儀的兩臂中，分別插入解長的玻璃管，其中一41“以太”參考系是絕對靜止系邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)GM1M2T設(shè)“以太”參考系為系實(shí)驗(yàn)室為系:系相對于系的速度“以太”參考系是絕對靜止系邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)GM1M2T設(shè)“42GM1