實(shí)驗(yàn)六邁克爾遜干涉儀

實(shí)驗(yàn)六邁克爾遜干涉儀第1頁(yè)/共16頁(yè)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．掌握邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用方法；2．用邁克爾遜測(cè)量鈉光的波長(zhǎng)；3．學(xué)會(huì)用邁克爾遜干涉儀觀察白光的干涉條紋【實(shí)驗(yàn)儀器】

邁克兒遜干涉儀（編號(hào)：）低壓鈉燈、低壓汞燈、干色濾波片、毛玻璃屏，叉絲、白熾燈等。第2頁(yè)/共16頁(yè)[實(shí)驗(yàn)原理]1、邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)介：第3頁(yè)/共16頁(yè)為分光板、為補(bǔ)償板，為兩反射鏡，透過(guò)讀數(shù)窗可看到讀數(shù)鼓輪，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪可使在套軌上移動(dòng)，套軌上有0－50mm刻度。粗動(dòng)手輪分度値為0.01mm，微動(dòng)手輪分度値為0.0001mm,使用該儀器時(shí)，所有的光學(xué)元件絕對(duì)不能用手接觸，否則會(huì)損壞光學(xué)表面。2、干涉花樣及波長(zhǎng)測(cè)量原理

邁克爾遜干涉儀的光路如圖6－1所示，從單色光源S發(fā)出的光被分光板的半反射面分成相互垂直的兩束光（1）和（2），這兩束光分別由平面鏡反射后再經(jīng)的半反射面形成相互平行的兩束光，這兩束光線相干。在E點(diǎn)處能看到干涉圖樣。從M2反射回來(lái)的光線在M1處形成平行與M1的象M2′。第4頁(yè)/共16頁(yè)單色光源反射鏡反射鏡邁克耳孫干涉儀光路圖（圖6-1）補(bǔ)償板

分光板移動(dòng)導(dǎo)軌①②與成45°E第5頁(yè)/共16頁(yè)（1）擴(kuò)展光源照明產(chǎn)生的干涉圖嚴(yán)格平行時(shí)，為等傾干涉，所有傾角為的入射光線，由

反射光線的光程差均為：

在E處可看到一組明暗相間的同心圓紋，其條紋特點(diǎn)是：A.條紋級(jí)次以中心最高，在條紋中心，i=0，中心亮點(diǎn)當(dāng)?shù)拈g距d逐漸增大時(shí)，可看到條紋從中心“涌出”，且每當(dāng)d增加就有一個(gè)條紋涌出。反之則出現(xiàn)條紋向中心“陷入”

。當(dāng)

圓心處干涉條紋的級(jí)次：第6頁(yè)/共16頁(yè)反射鏡反射鏡單色光源光程差的像第7頁(yè)/共16頁(yè)

干涉條紋的移動(dòng)及特點(diǎn)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)向中心陷入,干涉條紋變稀。第8頁(yè)/共16頁(yè)距離測(cè)量或波長(zhǎng)測(cè)量原理

只要數(shù)出涌出或陷入的條紋數(shù)，即可得到平面鏡以波長(zhǎng)為單位移動(dòng)的距離。

B.干涉條紋分布特點(diǎn)：中心寬邊緣窄相鄰條紋間距（k級(jí)和k-1級(jí)）第9頁(yè)/共16頁(yè)相鄰條紋角間距（如k級(jí)和k-1級(jí)）將兩式相減，當(dāng)上式表明：d一定時(shí)，較小時(shí)，較大，即干涉條紋的分布是中心較寬，較大時(shí)，較小，即干涉條紋的邊緣較窄，顯得條紋很密集。第10頁(yè)/共16頁(yè)B.當(dāng)有以很小角a，且入射角i很小

所得到的干涉一般為等厚干涉，在兩鏡面交線附近處，干涉條紋為平行于的交線的等間隔的直線條紋。在離交線較遠(yuǎn)處，干涉條紋變成現(xiàn)內(nèi)彎的弧線。（參見(jiàn)P99）（2）電光源照明下的干涉圖樣

（略）所得到的干涉一般為等厚干涉，在兩鏡面交線附近處，干涉條紋為平行于的交線的等間隔的直線條紋。在離交線較遠(yuǎn)處，干涉條紋變成現(xiàn)內(nèi)彎的弧線。（參見(jiàn)P99）（參見(jiàn)P99-100）第11頁(yè)/共16頁(yè)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第12頁(yè)/共16頁(yè)【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1、邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)（1）點(diǎn)亮鈉燈S，使之照亮毛玻璃屏形成均勻的擴(kuò)展光源，在屏上加以叉絲；（2）旋轉(zhuǎn)粗動(dòng)手輪，使至P1的鍍膜面的距離大致相等，沿EP1的方向觀察，將看到叉絲的影子（共3個(gè)），其中2個(gè)對(duì)應(yīng)于動(dòng)鏡M1的反射像，另一個(gè)對(duì)應(yīng)于M2的反射像。（3）仔細(xì)調(diào)節(jié)背后的三個(gè)螺釘，改變的相對(duì)方位，直到叉絲的雙影在水平方向和鉛直方向均完全重合，這時(shí)可觀察到干涉條紋，仔細(xì)調(diào)節(jié)3個(gè)螺釘，使干涉條紋成圓形。第13頁(yè)/共16頁(yè)(4)細(xì)致的調(diào)節(jié)M2下方的兩個(gè)微調(diào)拉簧螺釘，眼睛左右或上下移動(dòng)時(shí)圓心大小不變，僅圓心隨眼睛的移動(dòng)而移動(dòng)，條紋無(wú)涌出或陷入現(xiàn)象，這是觀察到的條紋才是嚴(yán)格的等傾干涉。2.測(cè)定納光波長(zhǎng)（1）旋轉(zhuǎn)粗動(dòng)手輪，使M1移動(dòng)，觀察條紋的變化，從條紋的涌出或陷入盤(pán)點(diǎn)d的變化，并觀察d的取值與條紋粗細(xì)、疏密的關(guān)系。（2）移動(dòng)M1來(lái)減少d，同時(shí)數(shù)縮進(jìn)去的條紋數(shù)，共300條，并且每數(shù)50條記錄一次M1的位置，然后用