迈克尔逊干涉仪的调整与使用.pps

迈克尔逊干涉仪的调整和使用,物理实验中心,目 录,一. 实 验 目 的 实 验 原 理 1.仪器构造及光路2.点光源产生的非定域干涉条纹3.面光源产生的定域干涉条纹 三. 实 验 内 容 四. 读 数 方 法 五. 注 意 事 项,实 验 目 的,了解迈克尔逊干涉仪的结构，学习调节和使用方法利用点光源产生的同心圆环干涉条纹测量单色光的波长实 验 原 理,仪器构造及光路点光源产生的非定域干涉条纹面光源产生的定域干涉条纹,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,激光器,,,,,,,,,,,,d,M2',S,M2,G1,G2,E,1,2,1,2,半反射层K,迈克尔逊干涉仪光路原理图,,,,M1,,点光源产生的非定域干涉条纹两个相干的单色点光源所发出的球面波在空间多处相遇皆可产生干涉，此干涉不局限于某一特定区域，称为非定域干涉S,E,G1,G2,,M2,M1,M2',θ,d,2d,L,O,R,A,点光源产生的非定域干涉计算示意图,,光程差为：,由于L>>d,将上式按级数展开，并略去高阶无穷小项，可得：,=,,（明纹）,（暗纹）,S1,S2,若中心处（θ=0）为明条纹， 则： 若改变光程差，使中心仍为明条纹， 则：那么可得：由此可见,只要测出干涉仪中M1移动的距离∆d,并数出相应的“吞吐”环数∆k,就可求出λ.,,实验现象,,,,,,,,,,,,,θ,θ,S,d,C,A,B,1,2,,D,M1,M2',面光源产生的定域干涉条纹 由面光源产生的在特定区域内存在着的干涉现象，称为定域干涉。

1）等倾干涉 光程差为：,当d一定时，光程差只决定于入（出）射角θ，干涉条纹是一系列与不同倾角θ相对应的明暗相间的同心圆环条纹，这种相同倾角的光所产生的干涉，称为等倾干涉面光源产生的等倾干涉,2）等厚干涉当M1、M2‘有一个很小的角度时， M1、M2‘之间形成楔形空气薄层，就出现等厚干涉这时“1”和“2”的光程差仍然可以近似的用公式：d－观察点处空气层的厚度θ－入射角P,S,M1,M2',1,2,面光源产生的等厚干涉,当θ很小时， 光程差：在M1、M2‘相交处d很小，即：出现明暗相间的直条纹－等厚干涉条纹实 验 内 容,调整迈克尔逊干涉仪测氦氖激光的波长,,迈克尔逊的读数系统,主尺,粗动手轮读数窗口,微动手轮,最后读数为：33.52246mm,,注 意 事 项,转动微动手轮时，粗动手轮随之转动；但在转动粗动手轮时，微动手轮并不随之转动，因此在读数前必须调整零点 为了使测量结果正确，必须避免引入空程，在调整好零点后，应将手轮按原方向转几圈，直到干涉条纹开始均匀移动后，才可测量 绝对不许用手触摸各光学元件，也不许用任何东西擦拭 激光不能直射入眼光纤易断，不可压折。