2022年激光干涉测长.docx

精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源迈克尔逊干预仪在干预过程中，假如两束光的光程差是光 波长 的整数倍〔 0， 1， 2⋯⋯ 〕，在光检测器上得到的是相长的干预信号；假如光程差是半波长的奇数倍〔 0.5， 1.5， 2.5 ⋯⋯ 〕，在光检测器上得到的是相消的干预信号；当两面平面镜严格垂直时为 等倾干预 ，其干预光可以在屏幕上接收为圆环形的等倾条纹；而当两面平面镜不严格垂直时是 等厚干预 ，可以得到以等厚交线为中心对称的直等厚条纹； 在光波的干预中能量被重新分布， 相消干预位置的光能量被 转移到相长干预的位置，而总能量总保持守恒； 19 世纪末人们通过使用气体放电管、滤色镜、狭缝或针孔胜利得到了迈克耳孙干预仪的干预条纹，而在一个版本的迈克耳孙 -莫雷试验中采纳的光源是星光；星光不具有时间 相干性 ，但由于其从同一个点光源发出而具有足够好的空间相干性，从而可以作为迈克耳孙干预仪的有效光源；激光切割激光笔欢迎下载精品学习资源双频激光干预仪欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源马赫 -曾德尔干预仪索菲干预仪1. 仪器构造简介试验室中最常用的迈克耳逊干预仪，其原理图和结构图如图 1和图 2所示； M 1和 M 2是在欢迎下载精品学习资源相互垂直的图1图2两臂上放置的两个平面反射镜，其反面各有三个调剂螺旋，用来调剂镜面的方位； M 2是固定的， M 1由精密丝杆掌握，可沿臂轴前后移动，其移动距离由转盘读出；仪器前方粗动手轮分度值为 10-2 mm ，右侧微动手轮的分度值为 10-4 mm，可估读至 10-5 mm，两个读数手轮属于蜗轮蜗杆传动系统；在两臂轴相交处，有一与两臂轴各成 45o 的平行平面玻璃板 P1，且在P1的其次平面上镀以半透〔半反射〕膜，以便将入射光分成振幅近乎相等的反射光 1和透射光2，故 P1板又称为分光板； P2也是一平行平面玻璃板，与 P1平行放置，厚度和折射率均与 P1相同；由于它补偿了 1与2之间附加的光程差，故称为补偿板；从扩展光源 S 射来的光，到达分光板 P1后被分成两部分；反射光 1在 P1处反射后向着M 1前进；透射光 2透过 P1后向着 M 2前进；这两列光波分别在 M 1、M 2上反射后沿着各自的入 射方向返回，最终都到达 E 处；既然这两列光波来自光源上同一点 O，因而是相干光，在 E 处的观看者能看到干预图样；由于从 M 2 返回的光线在分光板 P1的其次面上反射， 使 M 2在 M 1邻近形成一平行于 M 1的虚像 M.2，因而光在迈克耳逊干预仪中自 M 1和 M 2的反射，相当于自 M 1和 M.2的反射；由此欢迎下载精品学习资源可见，在迈克耳逊干预仪中所产生的干预与厚度为 d 的空气膜所产生的干预是等效的；2. 试验原理当 M 1和 M.2严格平行时，所得的干预为等倾干预；全部倾角为 i 的入射光束，由 M 1和M.2反射光线的光程差 Δ 均为〔1〕式中 i 为光线在 M 1镜面的入射角， d 为空气薄膜的厚度， 它们将处于同一级干预条纹， 并定位于无限远；这时，在图 1中的 E 处，放一会聚透镜，在其焦平面上〔或用眼在 E 处正对 P1 观看〕，便可观看到一组明暗相间的同心圆纹；这些条纹的特点是：干预条纹的级次以中心为最高；在干预纹中心，因 i=0，由圆纹中心显现亮点的条件〔2〕得圆心处干预条纹的级次〔3〕当 M 1和 M ′ 2的间距 d 逐步增大时， 对于任一级干预条纹， 例如第 k 级，必定以以其的值来满意 ，故该干预条纹向 变大〔 变小〕的方向移动，即向外扩展；这时，观看者将看到条纹好像从中心向外“涌出”，且每当间距 d 增加 时，就有一个条纹涌出； 反之， 当间距由大逐步变小时， 最靠近中心的条纹将一个一个地“陷入”中心，且每陷入一个条纹，间距的转变亦为 ；因此，只要数出涌出或陷入的条纹数， 即可得到平面镜 M 1以波长 λ 为单位的移动距离；明显，假设有 N 个条纹从中心涌出时，就说明 M 1相对于 M′2移远了〔4〕反之，假设有 N 个条纹陷入时，就说明 M 1和 M.2移近了同样的距离；依据〔 4〕式，假如已知光波的波长 λ，便可由条纹变动的数目，运算出 M 1移动的距离和干预条纹变动的数目， 便可算出光波的波长；本次试验每组测量 N 取50个条纹的“涌出”或“陷入”， 并在迈氏干预仪上读出 ，便可知 的值，就 mm nm欢迎下载精品学习资源迈克尔孙干预仪欢迎下载。