实验十迈克尔逊干涉仪的调整与使用 光的干涉现象是光的波动性的一种表现.当一束光被分成两束，经过不同路径再相遇 时，如果光程差小于该束光的相干长度，将会出现干涉现象.迈克尔逊干涉仪是一种利用 分割光波振幅的方法实现干涉的精密光学仪器.自1881年问世以来，迈克尔逊曾用它完成 了三个著名的实验：否定“以太”的迈克尔逊一莫雷实验，光谱精细结构和利用光波波长 标定长度单位.迈克尔逊干涉仪结构简单、光路直观、精度高，其调整和使用具有典型性.根 据迈克尔逊干涉仪的基本原理发展的各种精密仪器已广泛应用于生产和科研领域。 【实验目的】 1.了解迈克尔逊干涉仪的结构原理和调节方法： 2.观察非定域干涉、定域等倾干涉、等厚干涉及白光干涉现象： 3.测量光波波长，了解条纹可见度等概念的物理意义。 【实验原理】 1.迈克尔逊干涉仪的结构原理 迈克尔逊干涉仪的典型光路如图 M2 1所示. 图中M,和M2是两面平面反射镜， 分别装在相互垂直的两臂上.M位置 固定而M2可通过精密丝杆沿臂长方向 光源 移动：M倾角固定而M的倾角可通过 背面螺丝调节.G1和G2是两块完全相 同的玻璃板，在G的后表面上镀有半 透明的银膜，能使入射光分为振幅相 等的反射光和透射光，称为分光板.G 和G2与M和M2成45℃角倾斜安装.由 光源发出的光束，通过分光板G分成 反射光束1和透射光束2，分别射向 M和M1,并被反射回到G1.由于两束 图1迈克尔逊于涉仪的典型光路 光是相干光，从而产生干涉.干涉仪 中G2称为补偿板，是为了使光束2也同光束1一样地三次通过玻璃板，以保证两光束间的 光程差不致过大（这对使用单色性不好的光源是必要的）. 由于G1银膜的反射，使在M2附近形成M1的一个虚象M'.因此，光束1和光束2的干 涉等效于由M2和M,'之间空气薄膜产生的干涉， 2.等倾干涉（定域干涉） 如图2所示，波长为入的光束经间隔为d的上下两平面M2和M1'反射，反射后的光束 分别为y1和y2· -51-实验十 迈克尔逊干涉仪的调整与使用 光的干涉现象是光的波动性的一种表现．当一束光被分成两束，经过不同路径再相遇 时，如果光程差小于该束光的相干长度，将会出现干涉现象．迈克尔逊干涉仪是一种利用 分割光波振幅的方法实现干涉的精密光学仪器．自 1881 年问世以来，迈克尔逊曾用它完成 了三个著名的实验：否定“以太”的迈克尔逊—莫雷实验，光谱精细结构和利用光波波长 标定长度单位．迈克尔逊干涉仪结构简单、光路直观、精度高，其调整和使用具有典型性．根 据迈克尔逊干涉仪的基本原理发展的各种精密仪器已广泛应用于生产和科研领域． 【实验目的】 1．了解迈克尔逊干涉仪的结构原理和调节方法； 2．观察非定域干涉、定域等倾干涉、等厚干涉及白光干涉现象； 3．测量光波波长，了解条纹可见度等概念的物理意义． 【实验原理】 1．迈克尔逊干涉仪的结构原理 迈克尔逊干涉仪的典型光路如图 1 所示． 图中Μ1和Μ2是两面平面反射镜， 分别装在相互垂直的两臂上．Μ1位置 固定而Μ2可通过精密丝杆沿臂长方向 移动；Μ2倾角固定而Μ1的倾角可通过 背面螺丝调节．G1和G2是两块完全相 同的玻璃板，在G1的后表面上镀有半 透明的银膜，能使入射光分为振幅相 等的反射光和透射光，称为分光板．G1 和G2与M1和M2成 45℃角倾斜安装．由 光源发出的光束，通过分光板G1分成 反射光束 1 和透射光束 2，分别射向 M2和M1，并被反射回到G1．由于两束 光是相干光，从而产生干涉．干涉仪 中G2称为补偿板，是为了使光束 2 也同光束 1 一样地三次通过玻璃板，以保证两光束间的 光程差不致过大(这对使用单色性不好的光源是必要的)． M2 M1 ' M1 G2 G1 2 1 光源 E 图 1 迈克尔逊于涉仪的典型光路 由于G1银膜的反射，使在M2附近形成M1的一个虚象M1＇．因此，光束 1 和光束 2 的干 涉等效于由M2和M1＇之间空气薄膜产生的干涉． 2．等倾干涉(定域干涉) 如图 2 所示，波长为λ的光束y经间隔为d的上下两平面M2 和M1＇反射，反射后的光束 分别为y1和y2． - 51 -