高二物理競(jìng)賽邁克耳孫干涉儀課件

干涉儀是基于光的干涉原理進(jìn)行各種測(cè)量的儀器邁克耳孫干涉儀是一種典型的雙光束干涉儀，在物理學(xué)的發(fā)展史上起過重要的作用，目前有著廣泛的應(yīng)用21.5

邁克耳孫干涉儀邁克耳孫干涉儀的照片單色光源反射鏡反射鏡補(bǔ)償板

分光板移動(dòng)導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)裝置12E反射鏡反射鏡單色光源光程差的像122’He-Ne激光光源汞燈光源等傾干涉圓環(huán)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等厚干涉條紋邁克爾孫干涉儀的主要特性兩相干光束在空間完全分開，并可用移動(dòng)反射鏡或在光路中加入介質(zhì)片的方法改變兩光束的光程差。干涉條紋移動(dòng)數(shù)目移動(dòng)距離1.移動(dòng)反射鏡明紋干涉圓環(huán)的吞吐動(dòng)態(tài)過程當(dāng)M1

與M2之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋從中心一個(gè)個(gè)長(zhǎng)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。插入介質(zhì)片后光程差光程差變化干涉條紋移動(dòng)數(shù)目光程差介質(zhì)片厚度2.在光路中加入介質(zhì)片邁克耳孫干涉的三個(gè)著名實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)度的單位和基準(zhǔn)用于研究光譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)用于研究光速——

邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)

二.邁克耳孫干涉儀的應(yīng)用1.1893年，邁克耳孫將

Cr的紅、綠、藍(lán)三條譜線的波長(zhǎng)對(duì)米原尺進(jìn)行了標(biāo)定，精度可達(dá)到1/100波長(zhǎng)。紅線1m=1,533,163.5綠線1m=1,996,249.7藍(lán)線1m=2,083,372.1邁克耳孫獲得1907年的諾貝爾物理獎(jiǎng)：對(duì)光學(xué)精密儀器及用之于光譜學(xué)與計(jì)量學(xué)研究所作的貢獻(xiàn)。精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩ふ乙蕴珔⒖枷?，探測(cè)地球相對(duì)于絕對(duì)慣性系(以太系)的速度零結(jié)果邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)為愛因斯坦的狹義相對(duì)論的確立奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)2.邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)(1881-1887)愛因斯坦：

我總認(rèn)為邁克耳孫是科學(xué)中的藝術(shù)家，他的最大樂趣似乎來自實(shí)驗(yàn)本身的優(yōu)美和所使用方法的精湛，他從來不認(rèn)為自己在科學(xué)上是個(gè)嚴(yán)格的‘專家’，事實(shí)上的確不是，但始終是個(gè)藝術(shù)家?？茖W(xué)中的藝術(shù)許多著名的實(shí)驗(yàn)都堪稱科學(xué)中的藝術(shù)，如：全息照相實(shí)驗(yàn)、激光冷卻原子、OCT等等。邁克耳孫干涉原理的新應(yīng)用－光學(xué)相干層析術(shù)（OpticalCoherenceTomography)OCT是繼CT和核磁共振成像技術(shù)發(fā)展起來的一種探測(cè)組織微細(xì)結(jié)構(gòu)的新的斷層掃描成像新技術(shù)。OCT與高頻率超聲成像結(jié)果對(duì)比本章總結(jié)一.楊氏雙縫干涉二.薄膜的等厚干涉1.劈尖2.牛頓環(huán)光程差：明紋暗紋暗紋明紋條紋間距一.楊氏雙縫干涉光程差明紋暗紋=一個(gè)厚度對(duì)應(yīng)一級(jí)條紋相鄰等厚線所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差：二.薄膜的等厚干涉（明紋）（暗紋）1.劈尖2.牛頓環(huán)暗環(huán)半徑明環(huán)半徑透鏡的曲率半徑：由等厚線的彎曲判斷待測(cè)表面的平整度：課堂討論1.單色平行光垂直入射在薄膜上，經(jīng)上下兩表面反射的兩束光反射干涉，如圖所示，若薄膜的厚度為e，且，為入射光在n1

中的波長(zhǎng)，則兩束反射光的光程差為：反射光1反射光2n1

n2

n3

入射光e(A)(B)(C)(C)2.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩條縫的寬度原來是相等的。若其中一縫的寬度略變窄（縫中心位置不變），則干涉條紋的間距變寬。干涉條紋的間距變窄。干涉條紋的間距不變，但原極小處的強(qiáng)度不再為零。不再發(fā)生干涉現(xiàn)象。合光強(qiáng)：3.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)的單色平行光垂直入射到縫間距的雙縫上，屏到雙縫的距離D=2m。求：中央明紋兩側(cè)的兩條第10級(jí)明紋中心的間距；用一厚度為、折射率為n=1.58

的玻璃片覆蓋一縫后，零級(jí)明紋將移至原來的第幾級(jí)明紋處？分析：(1)由明紋坐標(biāo)公式(2)光程差變?yōu)椋好骷y條件：當(dāng)k’=0時(shí)對(duì)應(yīng)的即為新的中央明紋，即對(duì)比原來的明紋條件，令O光駐波實(shí)驗(yàn)裝置如圖。MM為金屬反射鏡，NN為涂有極薄感光層的玻璃板。MM與NN之間夾角，波長(zhǎng)為的平面單色光通過NN板垂直入射到MM金屬反射鏡上，則反射光與入射光在相遇區(qū)域形成駐波，NN板的感光層上形成對(duì)應(yīng)于波腹波節(jié)的條