迈克尔逊干涉仪的调整和使用.ppt

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1、迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪实实 验验 目目 的的实实 验验仪器仪器实实 验验原理原理实验内容实验内容注注 意意 事事 项项思考题思考题了解迈克尔逊干涉仪的结构，掌握其了解迈克尔逊干涉仪的结构，掌握其调节和使用方法；调节和使用方法；测量氦氖激光的波长；测量氦氖激光的波长；测量钠光的波长及波长差；测量钠光的波长及波长差；观察等厚干涉条纹。观察等厚干涉条纹。实验目的迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪麦迈氏干涉仪迈氏干涉仪激光器激光器d dM2SM2G1G2E1212半反射层半反射层迈迈克克尔尔逊逊干干涉涉仪仪光光路路原原理理图图M1点光源产生的非定域干涉条纹点光源产生的非定域干涉条纹 两个相干的单色点光

2、源所发出的球面波在空间多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。区域，称为非定域干涉。SEG1G2M2M1M2d2dLORA点光源产生的非定点光源产生的非定域干涉计算示意图域干涉计算示意图光程差为：光程差为：由于由于Ld,将上式按将上式按级数数展开，并略去高展开，并略去高阶无无穷小小项，可得：，可得：=（明纹）（明纹）（暗纹）（暗纹）S1S2若中心处（若中心处（=0）为明条明条纹，则：若改若改变光程差，使中心仍光程差，使中心仍为明条明条纹，则：那么那么可得可得：由此可由此可见,只要只要测

3、出干涉出干涉仪中中M1移移动的距离的距离d,并数出相并数出相应的的“吞吐吞吐”环数数k,就可求出就可求出.SdCAB12DM1M2面光源产生的定域干涉条纹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。的干涉现象，称为定域干涉。1）等倾干涉）等倾干涉光程差为：光程差为：当当d d一定时，光程差只决定于入（出）射角一定时，光程差只决定于入（出）射角，干涉条，干涉条纹是一系列与不同是一系列与不同倾角角相相对应的明暗相的明暗相间的同心的同心圆环条条纹，这种相同种相同倾角的光所角的光所产生的干涉，称生的干涉，称为等等倾干涉。干涉。面光源

4、产生的等倾干涉面光源产生的等倾干涉2）等厚干涉）等厚干涉 当当M1、M2有一个很小的角度有一个很小的角度时，M1、M2之之间形成楔形空气形成楔形空气薄薄层，就出，就出现等厚干涉。等厚干涉。这时“1”和和“2”的光程差仍然可以近的光程差仍然可以近似的用公式：似的用公式：d观察点察点处空气空气层的厚度。的厚度。入射角。入射角。PSM1M212面光源产生的等厚干涉面光源产生的等厚干涉当当很小很小时，光程差：光程差：在在M1、M2相交处相交处d很小，很小，即：即：出现明暗相间的直条纹等出现明暗相间的直条纹等厚干涉条纹。厚干涉条纹。钠光波长差，实实 验验 内内 容容调整迈克尔逊干涉仪调整迈克尔逊干涉仪测

5、量氦氖激光的波长测量氦氖激光的波长测量钠光的波长及波长差测量钠光的波长及波长差观察等厚干涉条纹观察等厚干涉条纹注注 意意 事事 项项u为了使测量结果正确，必须避免引入空程，应将为了使测量结果正确，必须避免引入空程，应将手轮按某一方向转几圈，直到干涉条纹开始均匀手轮按某一方向转几圈，直到干涉条纹开始均匀移动后，才可测量。测量手轮只能向一个方向转移动后，才可测量。测量手轮只能向一个方向转中间不能倒退。中间不能倒退。u绝对不许用手触摸各光学元件，也不许用任何东绝对不许用手触摸各光学元件，也不许用任何东西擦拭。西擦拭。u激光不能直射入眼。激光不能直射入眼。思考题1分析扩束激光和钠光产生的等倾干涉条纹的分析扩束激光和钠光产生的等倾干涉条纹的差别。差别。2在非定域干涉中，一个实的点光源是如何在非定域干涉中，一个实的点光源是如何产生两个虚的点光源的？调节钠光的干涉产生两个虚的点光源的？调节钠光的干涉条纹时，如果确使双影重合，但条纹并不条纹时，如果确使双影重合，但条纹并不出现，试分析可能产生的原因。出现，试分析可能产生的原因。