迈克尔逊干涉仪天津理工大学理学院实验中心
迈克尔逊干涉仪 天津理工大学理学院实验中心
目录实验设计背景实验目的I实验仪器四实验原理五实验内容与步骤六、实验注意事项七、实验思考题
目录 一、实验设计背景 二、实验目的 三、实验仪器 四、实验原理 五、实验内容与步骤 六、实验注意事项 七、实验思考题
实验设计背景一1883年物理学家迈克尔逊和莫雷合作，设计制造了第一台用于精密测量的干涉仪-迈克尔逊干涉仪。这个仪器在进行光谱精细结构的研究和以光波波长标定标准米尺工作中起着重要的作用，为近代物理学的发展做出了重大贡献！迈克尔逊主要从事光学和光谱学方面的研究，他以毕生精力从事光速的精密测量，一直是光速测定的国际中心人物因创造精密的光学仪器，和用以进行光谱学和度量学的研究，并精密测出光速，迈克尔逊于1907年获得了诺贝尔物理学奖。而他设计的迈克尔逊干涉仪至今仍作为精密光学仪器被广泛使用
一、实验设计背景 迈克尔逊主要从事光学和光谱学方面的研究，他以毕生精力从事光速的精密 测量，一直是光速测定的国际中心人物。 因创造精密的光学仪器，和用以进行光谱学和度量学的研究，并精密测出光速，迈 克尔逊于1907年获得了诺贝尔物理学奖。而他设计的迈克尔逊干涉仪至今仍作为精 密光学仪器被广泛使用。 1883年物理学家迈克尔逊和莫雷合作，设计制造了第一 台用于精密测量的干涉仪-迈克尔逊干涉仪。这个仪器在进 行光谱精细结构的研究和以光波波长标定标准米尺工作中 起着重要的作用，为近代物理学的发展做出了重大贡献！
实验目的二、1.了解迈克尔逊千涉仪的结构和使用方法2.观察迈克尔逊干涉仪形成的干涉图样；3.用迈克尔逊干涉仪测量He-Ne激光的波长和钠双线的波长差
二、实验目的 1.了解迈克尔逊干涉仪的结构和使用方法; 2.观察迈克尔逊干涉仪形成的干涉图样； 3.用迈克尔逊干涉仪测量He-Ne激光的波长和钠 双线的波长差
三、实验仪器分光镜反光镜1转轴导轨补偿片直尺（图后）度数窗反光镜调希螺舒（各3个）反光镜2大转轮垂直拉杆调节螺钉水平拉杆微调转轮调节螺钉升降式钠光源多通道光纤激光源迈克尔逊干涉仪
三、实验仪器 多通道光纤激光源 升降式钠光源 迈克尔逊干涉仪
补偿板分光板观察屏动镜定镜调节螺钉导轨粗调手轮水平调节螺丝细调手轮竖直调节螺丝锁紧圈调平螺丝底座
观察屏 分光板 补偿板 定镜 粗调手轮 细调手轮 竖直调节螺丝 水平调节螺丝 动镜 底座 导轨 锁紧圈 调平螺丝 调节螺钉
动镜精密丝杆主尺90605040302010800拖板
主尺 动镜 拖板 精密丝杆
四、实验原理（光路图）结构、光路M1由于G银膜的反射，使在M附近M2'形成M的一个虚像MGM2因此，光束1和光束2的干涉等效于由M,和M之间空气薄膜产生的干涉2等倾干涉若MM平行三E等厚干涉若M\M有小夹角=
四、实验原理（光路图） 结构、光路 由于G1银膜的反射，使在M1附近 形成M2的一个虚像M2 ′ 因此，光束1′和光束2′的干涉等 效于由M1和M2 ′之间空气薄膜产生的 干涉 若 M1、M2 ′平行 等倾干涉 若 M1 、M2 ′有小夹角 等厚干涉 M1 M2 E G2 G1 1 1 2 2 M2 ′ S
干涉结果分析扩展光源照明产生的干涉图(定域干涉1、当M1、M2平行时，为等倾干涉。M2dM18=2dcosi光程差：
干涉结果分析 扩展光源照明产生的干涉图（定域干涉） 1、当M1、M2 ′ 平行时，为等倾干涉。 光程差： S d 2' 1' M2 ′ M1 i
条纹定域在无穷远，中心级次最高。d=ki入/2是中心明条纹的条件，若增加或减少半个波长时，则中心k级将增加或者减少一级，将观察到自中心“冒出或“吞入”一个干涉条纹当d变化N入/2，即△d=N2/2，则对应有N个条纹于中心“冒出”或“吞入”如右图：当d增大时，cosi减小，增大，条纹随d的增大而从中心向外“冒出”，整体条纹变细。M2'M2'MM
条纹定域在无穷远，中心级次最高。 当d变化 ，即 ，则对应有N个条纹于中 心 “冒出”或“吞入”。 d = N 2 如右图：当d增大时，cosi减 小，i增大，条纹随d的增大 而从中心向外“冒出”，整 体条纹变细。 M1 M2 ′ M1 M2 ′ 是中心明条纹的条件，若增加或减少半个波长 时，则中心k级将增加或者减少一级，将观察到自中心“冒出” 或“吞入”一个干涉条纹