迈氏干涉仪(精品).ppt

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1、北京化工大学北京化工大学谢超然谢超然用迈克尔逊干涉用迈克尔逊干涉仪测单色光波长仪测单色光波长北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心背景介绍背景介绍 1.在当今技术中，对于长度测量，最精确的方法是利用光的干涉现象进行的测量；2.迈克尔逊干涉仪是1883年美国物理学家迈克尔逊与合作者莫雷为研究“以太漂移”而设计制造的精密的光学仪器。这是一个最重大的否定性实验，它动摇了经典物理学的基础；3.1907年诺贝尔物理学奖授予美国芝加哥大学的迈克尔逊（Albert Abraham Michelson），以表彰他对光学精密仪器及用之于光谱学与计量学研究所作的贡献。北京化工大学物理教学实验中心

2、北京化工大学物理教学实验中心实验目的实验目的1.了解迈克尔逊干涉仪的结构及调节和使用方法；2.掌握等倾干涉和等厚干涉的原理；3.观察等倾干涉条纹、等厚干涉条纹和白光干涉 条纹；4.利用迈克尔逊干涉仪测定He-Ne激光器红光波长。北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心实验装置实验装置北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心实验装置M1M2EG2G1S11 22 M1和M2是精密磨光的平面反射镜，分别装在相互垂直的两臂上，M2固定，M1而可通过精密丝杆沿臂长的方向移动。G1和G2是两块完全相同的玻璃板。在G1的后表面上镀有半透明的铝膜，能使入射光分为振幅相等的反射

3、光和透射光。M1和M2与G1和G2 成45角倾斜安装。G2被称为补偿板，是为了使光束2同光束1一样地三次通过玻璃板，从而补偿由于色散引起的光程差。如果光源为单色光，G2可以不用安装。半透半反膜半透半反膜北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心实验装置实验装置M1在导轨上由粗调手轮和微调手轮的转动而前后移动。M1位置的读数为：.(mm)在mm刻度尺上读出。粗调手轮（百分尺）：每转一圈可动M1镜移动1mm，读数窗口内刻度盘转动一圈共100个小格，每小格为0.01mm，由读数窗口内刻度盘读出。微调手轮（测微尺）：每转一圈读数窗口内刻度盘转动一格，即M1移动0.01mm，微调手轮有10

4、0格，每格0.0001mm，还可估读下一位。由微调手轮上刻度读出。北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心实验装置实验装置 主尺 百分尺 测微尺 读数：33.52246mm北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心光路图光路图北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心等倾干涉原理图及现象等倾干涉原理图及现象北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心等厚干涉原理图及现象等厚干涉原理图及现象北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心白光等厚干涉现象白光等厚干涉现象北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心干涉仪精

5、密测量长度的基本原理干涉仪精密测量长度的基本原理根据等倾干涉原理叙述可知，如果d减小或增大半个波长时，光程差L就减小或增大一个整波长，对应的就有一条条纹“缩进”中心或从中心“冒出”。即 d=N/2 利用干涉仪精密测量长度的基本原理利用干涉仪精密测量长度的基本原理 北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心实验内容实验内容1.调节光路；2.观察等倾干涉条纹，并利用等倾干涉条纹测定He-Ne激光器红光波长；3.观察等厚干涉条纹；4.观察白光干涉条纹。北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心数据处理要求数据处理要求1.记录等倾干涉条纹、等厚干涉条纹和白光干涉条纹的形状及

6、颜色分布；2.利用逐差法计算出He-Ne激光器红光波长，并与标准值（0=632.8nm）进行比较。北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心仪器调整需要注意的问题北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心需要注意的问题需要注意的问题水平调节（目测）水平调节（目测）1.光源的水平调节2.仪器的水平调节北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心需要注意的问题需要注意的问题入射角度的调整入射角度的调整1.光源的调整（目测）2.M1镜的调整北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心需要注意的问题需要注意的问题零点调节零点调节原理原理北京化工大学物

7、理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心需要注意的问题需要注意的问题零点调节零点调节步骤步骤1.观察干涉条纹是否运动（冒出或缩进）；2.按条纹运动方向调节微调手轮，将测微尺的零刻度对准刻度线；3.以同样的旋转方向转动粗调手轮，将百分尺上任意刻度对准刻度线。北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心调节过程北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心等倾干涉调节（等倾干涉调节（）在光源与仪器均水平，且入射角度调整完好的情况下，在仪器的毛玻璃屏上将看到两组光点，调节仪器的M2后的螺丝将光点中最亮的调至重合。北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心等倾干涉

8、调节（等倾干涉调节（）在入射光路上放置扩束镜，并使经扩束后的光均匀地照射在G1的中央，则在仪器的毛玻璃屏上可见等倾干涉条纹。条纹的大小、粗细可以通过调节仪器的粗调手轮进行调整。北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心等厚干涉调节等厚干涉调节 在等倾干涉条纹的基础上，调节拉簧螺母，可将等倾干涉条纹的圆心移动到视场边缘，此时在视场可见一簇弯曲的条纹，然后旋转粗调手轮，当M1与M2的交点进入视场范围时可见一簇平行且间距相等的直条纹。北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心白光干涉条纹调节过程（白光干涉条纹调节过程（）类似于单色光等厚干涉条纹的调节方法，旋转粗调手轮，将视场中弯曲的条纹调至曲率半径极大后，用白炽灯为光源，以相同的旋转方向继续旋转微调手轮，当M1与M2的交点进入视场时，可见彩色条纹。北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心白光干涉条纹调节过程（白光干涉条纹调节过程（）旋转粗调手轮将视场中的干涉圆环调至极大，然后调节拉簧螺母，可将等倾干涉条纹的圆心移动到视场边缘，此时在视场可见一簇弯曲的粗条纹，若继续旋转粗调手轮，可见此条纹在继续向圆心方向缩进，此时改用白炽灯为光源，以相同的旋转方向继续旋转微调手轮，当M1与M2的交点进入视场时，可见彩色条纹。北京化工大学物理教学实验中心北京化工大学物理教学实验中心