迈克耳孙干涉仪实验报告
6页1、南昌大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:迈克尔逊干涉仪学院:专业班级:_学生姓名:学号:实验地点:基础实验大楼B308位号:实验时间:第周星期二下午13: 00开始一、实验目的:1 .掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法并观察各种干涉图样2 .区别等倾干涉、等厚干涉和非定域干涉,测定 He-Ne激光波长二、实验原理:1 .仪器的构造图40-1为干涉仪的实物图,图 40-2为其光路示意图.其中??1和??2为两平面反射镜,?7可在精密导轨上前后移动, . . . . . . , 、 . . . . ., 一 一 ., 、 ,. . . .而??!是固定的.??是一块平行平面镜,板的第二表面(靠近?的面)涂以半反射膜,它和全反射镜??1成45角.??是一块补偿板,其厚度及折射率和 ?完全相同,且与?平行,它的作用是补偿两路光的光程差,使两束光分别经过厚度和折射 率相同的玻璃三次.从而白光实验时,可抵消光路 .中分光镜色散的影响.放松刻度轮止动螺丝,转动刻度轮,可使反射镜??1沿精密导轨前后移动,当锁紧止动螺钉,转动微量读数鼓轮时,通过蜗轮蜗杆系统可转动刻度轮,从而带动??1微微移动,微
2、量读数鼓轮最小格对应值为 10-4 mm,可估读到10-5mm,刻度轮最小分度值为102 mm. ?的位置读数由导轨上标尺、刻度轮和微量读数鼓轮三部分组成.反射镜??2背后有三个螺钉,用以粗调?3的倾斜度,他的下方还有两个相互垂直的微调螺丝,以便精确调节??2的方位.2 .干涉条纹的图样由于光源性质的不同,用迈克耳孙干涉仪可观测定域干涉和非定域干涉(1)当使用扩展的面光源时只能获得定域干涉.定域干涉因形成的干涉条纹有一定的位置而得名.定域干涉又分为等倾干涉和等厚干涉,这取决于 ?1和?马是否垂直,或者说?1和??2是否平行.?马是反射镜?冬被分光板?反射所成的虚像.(a)等倾干涉当??1和??2互相平行时,得到的是相当于平行平面的等倾干涉条纹,七干涉图样定位于无限远,如果在E处放一会聚透镜,并在其焦平面上放一屏,则在屏上可观察到一圆圈的同心圆.对于入射角i相同的各束光,如右图所示,其光程差均为(401)-402)=?2?对于k级亮条纹,显然是由满足下式的入射光而成的=?2? ?在同心圆白圆心处?= 0,干涉条纹的级数最高,此时有=?2?= ?(4(3)当移动??使间距d增加时,圆心的干
3、涉次级增加, 我们就可以看到中心条纹一个一个向外 “冒出”,而当d减小时, 中心条纹将一个一个地“缩”进去 .每“冒出”或“缩进” 一个条纹, d就增加或减少了 ?2.如果测出?1移动的距离?? 算出相应的“冒出”或“缩进”的条纹个数 ?就可以算出光源的波长:入=2???(b)等厚干涉当??1和??2不平行而有一个很小的角度时,行程一个楔形的空气层,这时就将出现等厚干涉条纹,如图40-3所示.当d很小时,即?1和??2相交时,由面光源上发出的光束,经楔形空气薄层两面反射所产生的等厚干涉条纹定位于楔形空气层的表面.要看清这些条纹,眼睛必须聚焦在??1镜附近,也可用凸透镜将空气楔成像在其共轲面上.此时,相干处的光程差公式仍如上面的式子(40-1),由于d很小,光程差的变化主要取决于d的变化,入射角变化的影响可以忽略不计.因此在空气楔上厚度相同的地方有相同的光程差,我们就可以观察到平行于楔棱的直纹条.当d增大时,入射角i的变化对光程的影响不能忽略,此时将引起条纹的弯曲,并凸向楔棱一边,即凸向??1和??2的交线.(2)非定域干涉用He-Ne激光做光源,使激光束通过扩束镜汇聚后分散,此时就得到
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