迈克尔逊干涉仪测量光波长实验指导书迈克尔逊干涉仪原理典型的分振幅双光束干涉原理，可灵活实现分振幅等倾干涉和等厚干涉。利用等倾干涉图样，改变光程差，会使干涉图样中心产生冒出或缩进圆环的现象，记录冒出或缩进圆环的数目，即可测定入射光的波长。实验仪器He-N。激光器、扩束透镜、迈克尔逊干涉仪实验原理.SPG1M2VH2M1迈克尔逊干涉仪的光学系统如图。它由分光板G、补偿板H、定反射镜Mi和动反射镜M2组成。M和Mz互相垂直，分光板和补偿板是一对材料和外型完全相同的平板光学玻璃，它们相互平行并分别和M1.、M2成大致45度夹角，分光板的次数不同引起的光程差。来自点光源（或扩展光源）的光，入射到分光板上，分为强度相同的光线“1”和光线“2”的相干光，并分别由M和M反射后投射到光屏上（对于扩展光源用眼晴正对着观察）产生干涉现象。由于M和Mz垂直，可以等价地看成M2的虚象和Mi形成一个厚度d为的空气隙，d的大小随M2的位置改变而改变，所以两光线的光程差可由下式确定：(1)△=2dCosi式中i"为光线“1”对Mz的入射角。当d一定时，△由i确定，i"相同的方向上光程差相等，形成了等倾干涉条纹。且满足：2dCosi = ka(2)k=0、1、2、3...呈亮条纹：元2dCosi'=(2k+1)(3)k=0、1、2、3......2呈暗条纹。条纹呈明暗相间的同心环，这和牛顿环干涉条纹相似，但不同的是本同
迈克尔逊干涉仪测量光波长实验指导书 迈克尔逊干涉仪原理典型的分振幅双光束干涉原理，可灵活实现分 振幅等倾干涉和等厚干涉。利用等倾干涉图样，改变光程差，会使干涉图 样中心产生冒出或缩进圆环的现象，记录冒出或缩进圆环的数目，即可测 定入射光的波长。 实验仪器 He-Ne激光器、扩束透镜、迈克尔逊干涉仪 实验原理 迈克尔逊干涉仪的光学系统如图。它由分光板 G、补偿板 H、定反射镜 M1 和 动反射镜 M2 组成。M1 和 M2 互相垂直，分光板和补偿板是一对材料和外型完全相 同的平板光学玻璃，它们相互平行并分别和 M1、M2 成大致 45 度夹角，分光板的次 数不同引起的光程差。来自点光源（或扩展光源）的光，入射到分光板上，分为强 度相同的光线“1”和光线“2”的相干光，并分别由 M1 和 M2 反射后投射到光屏上 （对于扩展光源用眼睛正对着观察）产生干涉现象。由于 M1 和 M2 垂直，可以等价 地看成 M2 的虚象和 M1 形成一个厚度 d 为的空气隙，d 的大小随 M2 的位置改变而 改变，所以两光线的光程差可由下式确定： = 2dCosi （1） 式中 iˊ为光线“1”对 M2 的入射角。当 d 一定时，Δ由 iˊ确定，iˊ相同的方向上 光程差相等，形成了等倾干涉条纹。且满足： 2dCosi = k k=0、1、2、3. （2） 呈亮条纹： 2 2 (2 1) dCosi = k + k=0、1、2、3. （3） 呈暗条纹。条纹呈明暗相间的同心环，这和牛顿环干涉条纹相似，但不同的是本同
心环外侧干涉级别低，越靠圆心干涉级别越高。圆心干涉级别最高。现分析一下（2）式。对于第级亮条纹，有：2dCosi=ka(4)当d增大时，为了保证（4）式仍成立i必须也增大，即k级亮条纹往外扩大，反之，减小时，也必须减小，k级亮条纹往内缩小。特别地考虑i=0（即圆心）处。满足：(5)2d=ka时为亮条纹。那么，d增大时，中心亮条纹的级别K增大，中心往外冒出亮条纹，1d减小时，中心亮条纹级别减小，亮条纹往中心收进。每当d改变二时，中心处就22冒出或收进一个干涉条纹。当d改变n二时，中心处就冒出或收进n个干涉条纹。2根据这种现象，可以测定光波波长。假设动镜Mz原在位置D1上，现移动M的位置，同时观察并计算中心亮条纹冒出或收进的数目，当M2移至位置D2时，相应地冒出或收进的亮条纹数目N。就有：元N.一D, -D|2α_ 2D, - D,/(6)N实验步骤移开扩束透镜，打开激光器电源使出射激光，调节激光方向使入射光与反射光1)重合。2观察由Mi和M2反射到屏上或墙上的两组光点，反复调节背面三个螺丝，使M反射的光点和M2反射的光点一一对应重合。3)把扩束透镜置于激光束中使激光扩束后投射到分光板上，调节光照位置直到观察到屏上有同心圆。4)转动微动手轮观察干涉图样的变化情况，顺时针或反时针转动，观察干涉图样中心冒出或收入的情况。数据记录及处理NMDn(mm)DM(mm)DM-DN(mm)1041060460110510160560210610260660310710760360
心环外侧干涉级别低，越靠圆心干涉级别越高。圆心干涉级别最高。现分析一下（2） 式。对于第级亮条纹，有： 2dCosi k = k （4） 当 d 增大时，为了保证（4）式仍成立 ik ‘必须也增大，即 k 级亮条纹往外扩大，反 之，减小时，ik ‘也必须减小，k 级亮条纹往内缩小。特别地考虑 iˊ=0（即圆心）处。 满足： 2d = k （5） 时为亮条纹。那么，d 增大时，中心亮条纹的级别 K 增大，中心往外冒出亮条纹， d 减小时，中心亮条纹级别减小，亮条纹往中心收进。每当 d 改变 2 时，中心处就 冒出或收进一个干涉条纹。当 d 改变 2 n 时，中心处就冒出或收进 n 个干涉条纹。 根据这种现象，可以测定光波波长。 假设动镜 M2 原在位置 D1 上，现移动 M2 的位置，同时观察并计算中心亮条纹冒出 或收进的数目，当 M2 移至位置 D2 时，相应地冒出或收进的亮条纹数目 N。就有： 2 1 2 = D − D N 2 D2 − D1 = （6） 实验步骤 1) 移开扩束透镜，打开激光器电源使出射激光，调节激光方向使入射光与反射光 重合。 2) 观察由 M1 和 M2 反射到屏上或墙上的两组光点，反复调节背面三个螺丝，使 M1 反射的光点和 M2 反射的光点一一对应重合。 3) 把扩束透镜置于激光束中使激光扩束后投射到分光板上，调节光照位置直到观 察到屏上有同心圆。 4) 转动微动手轮观察干涉图样的变化情况，顺时针或反时针转动，观察干涉图样 中心冒出或收入的情况。 数据记录及处理 N DN(mm) M DM(mm) DM-DN(mm) 10 410 60 460 110 510 160 560 210 610 260 660 310 710 360 760
注意事项1、使用干涉仪时不要使工作台震动；2、转动微动手轮时，要沿着同一个方向转动，不能回转。3、切勿用手或其他物品触摸其光学表面；3、切勿正对着光学表面讲话
注意事项 1、 使用干涉仪时不要使工作台震动； 2、 转动微动手轮时，要沿着同一个方向转动，不能回转。 3、 切勿用手或其他物品触摸其光学表面； 3、切勿正对着光学表面讲话