2021-2022学年高二物理竞赛课件：迈克尔逊干涉仪.pptx

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1、迈克尔逊干涉仪迈克耳逊干涉实验：迈克耳逊干涉实验：证明了证明了“以太以太”学说的荒谬。学说的荒谬。“以太以太”学说：学说：以太在宇宙中无处不在，所有星球均在以太在宇宙中无处不在，所有星球均在“以太海洋以太海洋”里漂泊，里漂泊，“感受感受”到迎面吹来的到迎面吹来的“以太风以太风”。迈克尔逊干涉仪平行单色光入射分光板平行单色光入射分光板G1_在镀膜面分为光束在镀膜面分为光束1和和2光束光束1和和2是相干光是相干光明暗相间的圆条纹明暗相间的圆条纹 光束光束2经过补偿板经过补偿板G2_M2反射反射_G2透射透射G1镀膜面反射传播到镀膜面反射传播到EYES光束光束1经经M1反射反射_经经G1透射传播到透

2、射传播到EYES干涉相当于干涉相当于M1反射镜和反射镜和M2通过通过G1成的像成的像M2构成的构成的薄膜空气层薄膜空气层的干涉的干涉G2的作用的作用补偿光束补偿光束1在在G1中多走的光程中多走的光程等厚干涉条纹等厚干涉条纹如果如果M1和和M2不是严格垂直不是严格垂直则会产生等厚干涉直条纹或弯曲条纹则会产生等厚干涉直条纹或弯曲条纹迈克耳孙干涉条纹特点迈克耳孙干涉条纹特点1)条纹内疏外密条纹内疏外密_中央干涉条纹的级数最高中央干涉条纹的级数最高2)h增大增大_减小减小中央视场冒出中央视场冒出_沦陷条纹沦陷条纹h=0时时视场只有一个亮条纹视场只有一个亮条纹3)中央视场冒出中央视场冒出N个条纹或沦陷个

3、条纹或沦陷N个条纹和个条纹和h的变化的关系的变化的关系开放光路开放光路精确测量透明介质折射率精确测量透明介质折射率_长度的变化长度的变化光波波长光波波长的测量的测量中央亮条纹中央亮条纹透明物质透明物质长度的微小变化长度的微小变化折射率折射率中央亮条纹中央亮条纹迈克尔逊干涉仪应用迈克尔逊干涉仪应用例题例题在迈克尔孙干涉一支光路中放入厚度在迈克尔孙干涉一支光路中放入厚度d的玻璃管的玻璃管管内充有某种气体，然后将玻璃管中的气体抽净管内充有某种气体，然后将玻璃管中的气体抽净观测到中心漂过观测到中心漂过200个亮条纹，计算气体的折射率个亮条纹，计算气体的折射率充有气体时中心亮条纹光程差充有气体时中心亮条

4、纹光程差抽净气体后中心亮条纹的光程差抽净气体后中心亮条纹的光程差光程差的变化光程差的变化因子因子2光通过气体光通过气体2次次N中心亮条纹漂过的数目中心亮条纹漂过的数目气体折射率气体折射率充有气体充有气体抽净气体抽净气体例例.在双缝干涉实验中，单色光源在双缝干涉实验中，单色光源S0到双缝到双缝S1和和S2的距离分别为的距离分别为l1和和l2，且，且其中其中 为入射光的波长为入射光的波长,双缝之间的距离为双缝之间的距离为d，双缝到光，双缝到光屏的距离为屏的距离为D（Dd）。求：）。求：1)零级明条纹到屏幕中央零级明条纹到屏幕中央O点的距离；点的距离；2)相邻明条纹间的距离相邻明条纹间的距离 两缝发出的光在两缝发出的光在P点的相差点的相差 S1和和S2的相差的相差明条纹满足明条纹满足明条纹位置明条纹位置相邻明条纹间的距离相邻明条纹间的距离明条纹位置明条纹位置零级明条纹零级明条纹位于屏幕中央点位于屏幕中央点O的上方的上方条纹间距未变条纹间距未变