实验原理 干涉原理 一束光可以被视作为振动的电磁波。当两束或更多束光在空间相遇时，根据叠加原理， 这些场叠加起来。也就是说在空间每一点，其电磁场是由在该点的各光束电磁场的矢量之和 决定。 如果每束光都来自不同的光源，则各光束电磁振动之间通常不存在固定的联系，任一时 刻空间都有一些点的场强被叠加至最大。然而可见光的振动频率大大快于人眼的响应，由于 电磁波的振动之间没有固定关系，某一时刻场强最大的一点，在下一时刻可能场强最小，人 眼平均了这些结果而看到一个统一的光强。 如果各光束来自同一光源，则各光束电磁振动频率和相位之间通常存在一定程度的关 联。若空间某点各光束的光一直是同相的，则叠加场总是最大，将看到一个亮点。而在空间 的其它点，各光束的光一直是反相的，则叠加场总是最小，被看到一个暗点。 托马斯·杨是最早设计产生干涉图案的人之一。他让一窄光束入射在两个相邻近的狭缝 上，在狭缝后面放置一个观察屏，在屏上出现了明暗相间的规则图案。杨氏实验为光的波动 特性提供了重要的证据。 杨氏狭缝可被当作一个简单的干涉仪。如果己知狭缝间距，可利用亮暗条纹的间距来测 定光的波长。反之，如果己知光的波长，可由干涉图案测得狭缝间距。 迈克耳逊干涉仪 1881年，杨氏进行双缝实验78年后，迈克耳逊设计制造了一台类似原理的干涉仪。起 初迈克耳逊设计这一干涉仪是为了测量以太（一种假设的光传播介质）是否存在，部分由于 他的努力，以太被证明是不存在的。此后，迈克耳逊干涉仪被广泛地用于测量光的波长，或 己知光源波长测量微小位移，以及研究光学介质。 图1是迈克耳逊干涉仪的示意图， ViewingScreen 来自激光器的光束入射到分束器后， 50%的入射光被反射，另50%透过分束 Beam Compensator Splitter Plate 器，入射光束被分成两束，透射束射向 可移动的反射镜(M1),反射束射向固 Lens Movable Mirro 定的反射镜(M),这两个反射镜将光 M,) 束直接反射回分束器，来自M的光被分 束器反射至观察屏，来自M2的光透过分 束器射向观察屏。 Adjustable Mirror (M) 被分束的光再汇合，由于光束来自 同一光源，它们的相位有很强的关联。 Figure 1.Michelson Interferometer 这时若在激光器与分束器之间放置一个透镜使光扩束，就 可以在观察屏上看到明暗相间的干涉圆环或条纹（图2）。 由于两干涉光束是由一束光分束得到，它们具有相同 的初始相位，因而在观察屏上任一相遇点的相对相位取决 于它们到达该点的光程差。 通过移动M可以改变其中一束的光程。由于光在M1 和分束器之间走了一个来回，将M移向分束器1/4波长， Figure 2.Fringes实验原理 干涉原理 一束光可以被视作为振动的电磁波。当两束或更多束光在空间相遇时，根据叠加原理， 这些场叠加起来。也就是说在空间每一点，其电磁场是由在该点的各光束电磁场的矢量之和 决定。 如果每束光都来自不同的光源，则各光束电磁振动之间通常不存在固定的联系，任一时 刻空间都有一些点的场强被叠加至最大。然而可见光的振动频率大大快于人眼的响应，由于 电磁波的振动之间没有固定关系，某一时刻场强最大的一点，在下一时刻可能场强最小，人 眼平均了这些结果而看到一个统一的光强。 如果各光束来自同一光源，则各光束电磁振动频率和相位之间通常存在一定程度的关 联。若空间某点各光束的光一直是同相的，则叠加场总是最大，将看到一个亮点。而在空间 的其它点，各光束的光一直是反相的，则叠加场总是最小，被看到一个暗点。 托马斯·杨是最早设计产生干涉图案的人之一。他让一窄光束入射在两个相邻近的狭缝 上，在狭缝后面放置一个观察屏，在屏上出现了明暗相间的规则图案。杨氏实验为光的波动 特性提供了重要的证据。 杨氏狭缝可被当作一个简单的干涉仪。如果已知狭缝间距，可利用亮暗条纹的间距来测 定光的波长。反之，如果已知光的波长，可由干涉图案测得狭缝间距。 迈克耳逊干涉仪 1881 年，杨氏进行双缝实验 78 年后，迈克耳逊设计制造了一台类似原理的干涉仪。起 初迈克耳逊设计这一干涉仪是为了测量以太（一种假设的光传播介质）是否存在，部分由于 他的努力，以太被证明是不存在的。此后，迈克耳逊干涉仪被广泛地用于测量光的波长，或 已知光源波长测量微小位移，以及研究光学介质。 图 1 是迈克耳逊干涉仪的示意图， 来自激光器的光束入射到分束器后， 50%的入射光被反射，另 50%透过分束 器，入射光束被分成两束，透射束射向 可移动的反射镜（M1），反射束射向固 定的反射镜（M2），这两个反射镜将光 束直接反射回分束器，来自M1的光被分 束器反射至观察屏，来自M2的光透过分 束器射向观察屏。 被分束的光再汇合，由于光束来自 同一光源，它们的相位有很强的关联。 这时若在激光器与分束器之间放置一个透镜使光扩束，就 可以在观察屏上看到明暗相间的干涉圆环或条纹（图 2）。 由于两干涉光束是由一束光分束得到，它们具有相同 的初始相位，因而在观察屏上任一相遇点的相对相位取决 于它们到达该点的光程差。 通过移动M1可以改变其中一束的光程。由于光在M1 和分束器之间走了一个来回，将M1移向分束器 1/4 波长， 4