大学物理实验(二)讲义
大学物理实验II指导书汇总
目录实验一电势差计测电动势 (1)实验二用电流场模拟静电场 (4)实验三电子束实验 (5)实验四霍耳效应法测量磁场 (8)实验四磁阻效应综合实验 (12)实验五分光计的使用和光栅测波长 (22)实验六光电效应 (28)实验七密立根油滴实验——电子电荷的测定 (31)实验七弗兰克—赫兹实验 (33)实验一 电势差计测电动势【实验原理】详见教材：《结构化大学物理实验》P.208−212。
仔细研读原理后回答以下问题： 问题1：能用电压表直接测出电池的电动势吗？为什么？问题2：箱式电势差计的工作原理图里有几个补偿回路？所测电动势的精度和什么有关？ 问题3：为什么温差电偶能用作温度计？补充内容：（一）本实验用高精度的1.0185V 稳压电源代替标准电池，虽然重复性较差，但比较环保，常温下也可以忽略温度对)(t E s 的影响。
（二）测量温差电动势时，因为实验装置的冷端为环境温度，误差较大，所以只测量t E ~关系，写出方程t E E θ+=0（三）UJ31电势差计中的一些参数1. 可测范围：0.001—170.00mV ；分两档，×1档为0.001—17.000mV （最小分度1μV ），×10档为0.01—170.00mV （最小分度10μV ）。
2. 准确度等级为0.05级，基本误差为(0.05%)x x U U U ∆=±+∆。
式中，x U 是被测电动势值（即示值），U ∆取值倍率为×10时，5=∆U μV ；倍率为×1时，5.0=∆U μV 。
【实验目的】（一）掌握电势差计的工作原理和结构特点。
（二）了解温差电偶的测温原理。
【实验内容】（一）电势差计的调节；（二）测温差电偶（铜-康铜）的温差电动势。
【实验器材】箱式电势差计，直流稳压工作电源，灵敏电流计，高精度1.0185V 标准电源，铜—康铜温差热电偶，加热装置。
【实验步骤及操作】（一）电势差的调节图10-1 UJ31型电势差计面板图1. 面板中各旋钮、开关介绍2．把S R旋至标准的电动势值的位置。
大学物理2教案教学教材
大学物理2教案教学教材
介绍
本教案是为大学物理2课程设计的教学教材，旨在帮助学生深入掌握物理学的相关知识和技能。
本教案采用简洁的策略，不涉及法律复杂性，确保学生能够轻松理解和应用所学内容。
教学目标
- 掌握大学物理2课程的基本概念和原理
- 能够应用物理学知识解决实际问题
- 培养学生的实验设计和科学思维能力
- 提升学生的解决问题的能力和团队合作精神
教学内容
1. 电磁场和电磁波
2. 磁性和电磁感应
3. 电磁振荡和交流电路
4. 光学和光波理论
5. 现代物理学的基本原理和应用
教学方法
- 讲授：通过课堂讲解，向学生介绍和解释物理概念和原理。
- 实验：组织实验课，让学生亲自操作和观察，培养他们的实
验设计和数据分析能力。
- 讨论：组织小组讨论和问题解答，促进学生之间的交流和合作。
- 案例分析：通过实际案例的分析，让学生将物理理论应用到
实际问题中。
教学评估
- 平时表现：包括作业完成情况、课堂参与和讨论表现等。
- 实验报告：学生需要撰写实验报告，详细描述实验设计、结
果和分析。
- 考试：通过笔试形式考察学生对物理概念和原理的掌握程度。
参考资料
- 大学物理2教材：XXX
- 物理实验指导书：XXX
- 相关论文和研究报告：XXX
以上是大学物理2教案教学教材的基本内容，希望能够帮助学生全面理解和掌握物理学的相关知识和技能。
教师应根据学生的实际情况和学习进度，灵活调整教学策略，确保教学效果的最大化。
大学物理实验讲义
实验课程的建设是一项集体事业，需要从事实验工作的全体人员长期不懈的 努力，日积月累、不断改革。多年来，所有在物理实验教学中工作过的人员对本 课程的建设都作出了贡献，因此本讲义可以说是这个集体智慧的结晶。
A.2 常用物理数据表.................................................................... 46
绪论
物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本、最普遍的运动形式 及其规律的学科。物理学按研究方法可分为理论物理和实验物理两大分支。理论 物理是从一系列基本原理出发，经过数学的推演得出结果，并将结果与观测和实 验相比较，从而达到理解现象、预测未知的目的。实验物理是以观测和实验为手 段来发现新的物理规律，验证理论结论，同时也为理论物理提供新的研究课题。 因此，物理实验是研究自然规律的最基本的手段，是物理理论的源泉。
2.4 用分光计测量光栅常数及角色散率 ............................................ 29
2.5 用双棱镜干涉测光波波长 ........................................................ 30
2.6 示波器的原理和使用 .............................................................. 31
iv
大学物理实验(2).ppt
为什么要用两种表示方法表示误差？
m1 (1.00 0.02)g m2 (100.00 0.02)g
相对误差 2.0%
相对误差 0.02%
两个物体质量的绝对误差都是0.02g
现它具有内在统计规律：
单峰性 有界性 对称性 抵偿性
f (N ) N
偶然误差的可能来源：
偶然不确定因素引起，可能：个人、 环境因素，电压波动、杂散电磁场干扰
偶然误差的出现带有必然性和不可避免性 难以控制无法消除
（3）过失误差（粗大误差）
明显歪曲实验结果的误差称为过失误差
缺乏经验、粗心大意、过度疲劳、操作不当
1 K
(N1 N2
... NK )
Ni
i1
K
N1 N0 N1
N2 N0 N2 算术平均值的误差＝误差的算术平均值
．．．．．．．．．
K
NK N0 NK
Ni
当K 时, i1
0
K
K
K
Ni KN0 Ni
i 1
K
Ni
i 1
K
Ni
则N N0
i 1
K
N0
i 1
K
算术平均值作为直接测量的最佳值，
３．培养学生具有对待科学实验一丝不苟的严谨 态度和实事求是的工作作风。
二、实验课程序
物理实验课包括（１）预习（２）实验 操作（３）撰写实验报告，三个步骤。
步骤１ ．预习 实验前的预习是保证实验顺利进行，并
能取得满意结果的重要步骤。预习时要求阅 读讲义弄清实验目的、原理和方法，了解仪 器性能，写出实验预习报告。
K
Ni
N N0
i 1
K
简称：最佳值
２．绝对误差与相对误差
大学物理实验讲义-2
实验一基本测量实验目的1. 掌握游标卡尺及螺旋测微器的原理，学会正确使用游标卡尺、螺旋测微器及读数显微镜。
2. 掌握等精度测量中不确定度的估算方法和有效数字的基本运算。
实验仪器游标卡尺，螺旋测微器，读数显微镜和待测量的小工件。
实验原理测量长度的基本工具是米尺，它可以准确到毫米。
但是在实际测量中常常需要准确到1/10乃至1/100毫米，这就需要更加精密的测量仪器。
一、游标卡尺(Vermier calliper)1. 原理游标卡尺简称卡尺，其整体结构如图1—1所示。
主尺的主体是一条毫米直尺，其左端固定有一内量爪和一外量爪。
在主尺上套着可滑动的游标尺，其左端固定有与主尺相同的一内量爪和一外量爪，有的卡尺右端固定有尾尺。
内量爪用于测内径，外量爪用于测外径，尾尺用于测深度。
卡尺在零示值时，游标上的活动量爪靠拢主尺上的量爪，游标上的零刻线与主尺的零刻线对齐。
在测量时，被测长度将量爪分开，以游标零线为准线，在主尺上指示出被测长度的整毫米示值，不足毫米的部分，由游标上的刻线读出，主尺和游标上两部分数值相加，即为待测物体的长度。
内侧量爪紧固螺栓主刻度尺深度尺外侧量爪游标刻度尺图1—1 游标卡尺结构2. 读数方法:常用的游标卡尺有10分度、20分度和50分度（即卡尺的分度值为1/10 mm、1/20 mm、1/50 mm）等。
现以10分度的游标卡尺为例说明其原理和读数方法，其余类推。
如图1—2所示，设主尺的分度值为a ，一般1mm a = ，则游标的总长L 为a 9，并将其等分为10份。
记 10=n ，设游标上刻线的间距为b ，则19mm ()L nb n a ==-=所以09mm .L ab a n n==-= 设主尺与游标刻线的间距差为i ,则01mm .ai a b n=-==i 是游标卡尺读数的最小单位，称为卡尺的分度值，或者说它是卡尺能准确量度的最小单位。
根据游标刻度的设计方法可知，游标的刻线间距比主尺的最小分度短0.1mm ，如果游标的零刻线和第10刻线与主尺的某些刻线对齐，而游标的第1，第2，…，第k ，…，第9刻线与主尺的相对刻线都不对齐，其差值分别为0.1mm ，20.1mm ⨯，…，0.1mm k ⨯，…，90.1mm ⨯。
《大学物理实验》2-02落球法测液体的粘滞系数
蓖 麻 油 密度 ρ1
小 球 质 量m
粘 滞 系 数η
1 2 3
平均值
1 2
3 平均值
六、注意事项
1.实验时，应使油中无气泡；应该彻底清洗小球表面的污渍，小球要圆；油必须要静 止；量筒要铅直放置。 2. 实验时动作仔细，不要让油洒到实验台上。 3.两对激光接收器和发射器之间的距离要适当的大些。 4.将小球放入钢球导管内实验时，如反复数次都没有成功的,有的只有一次挡光，有 的一次都不能挡光，则需检查底盘是否水平，激光是否通过中垂线等。 5.由于小球很小，实验时一定要仔细小球，不能遗失。
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很快，因此需要标明测量是在什么温度下进行的） 。 7.用公式（9）计算η 值，η 值保留三位有效数据. η 的单位为 kg ⋅ m−1 ⋅ s −1 。
五、数据记录和处理
表一 激光器发射器和接收器的位置
上位置 发射器 接收器 表二 次数 距离 s 时间 t
下位置
高度差
平均高度差 s
球直径 d
量 筒 内 径D
（10）式中 L 为量筒内蓖麻油的深度。
三、实验仪器
落球法粘滞系数测定仪（见图 3） 、小钢球、蓖麻油、量筒、米尺、直流稳压电源计时
59
仪、游标卡尺、电子天平、电子秒表、温度计、密度计等。
四、实验内容和步骤
1.调整粘滞系数测定 仪
9 1 2 5 10
-
（1） 调整底盘水平， 在 底盘横梁上放上小铅锤，调 节底盘旋钮，使铅锤中心对 准底盘中心的圆点。 （2）将实验架上的上， 下两对激光器接通电源，可 看见其发出红光。调节上、 下两个激光发射器，使其红 色激光束平行，并对准铅锤 线， 调节两激光接收器位置， 使能正常接收激光信号，判 别标准是看激光信号指示灯 记下手穿过时间。
大学物理实验理论课2
③ 人为方面的因素
二、正态分布 例如：用秒表测单摆的周期T，将各测量 值出现的次数列表如下。
测量值xi
次 数 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1 1 2 8 8 5 2 2 1.09 1.10 1 0
一、粗大误差产生的原因
产生粗大误差的原因是多方面的，大致可归纳为： ① 测量人员的主观原因 测量者工作责任感不强、工作过于
疲劳、缺乏经验操作不当，或在测 量时不小心、不耐心、不仔细等， 造成错误的读书或记录。
② 客观外界条件的原因
测量条件意外地改变（如机械冲击、 外界振动、电磁干扰等）。
二、判别粗大误差的准则
算术平均值的标准差
标准差的估值
x
Sx
n
(li x ) 2
i 1 n
n( n 1)
x
n
即在n次测量的等精度测量列中，算术平均值的标准差为 单次测量标准差的 1 / n ，当n愈大，算术平均值越接近被测量 的真值，测量精度也愈高。 增加测量次数，可以提高测量 精度，但测量精度是与n的平方根成 反比，因此要显著提高测量精度， 必须付出较大的劳动。由图2-3可知, σ一定时，当n>10以后， x 的减小很 慢。此外，由于增加测量次数难以 保证测量条件的恒定，从而引入新的 误差，因此一般情况下取n=10以内较为适宜。总之，提高测 量精度，应采取适当精度的仪器，选取适当的测量次数。
算术平均值是真值的最佳估值
下面来证明当测量次数无限增加时，算术平均值必然趋近于真值Lo。
i li Lo
1 2 n (l1 l 2 l n ) nLo
大学物理实验讲义
1.横梁2.刀口3.支柱4.刀垫5.游码6.游码标尺7.指针8.指针标尺9.平衡螺丝 10.水平仪 11.底盘 12.调节螺丝 13.秤盘 14.挂钩 15托架 16.重心螺丝 17.止动旋钮实验 一密度的测量实验目的实验介绍测量固体和液体密度的两种方法，流体静力称衡法和比重瓶法，通过实验除了要掌握这两种方法外，还要熟练地掌握物理天平的调整和使用方法。
实验仪器物理天平(附砝码)、烧杯、温度计、酒精、蒸馏水、待测物。
仪器介绍物理天平的构造如实图1所示，在横梁的中央和两端各有一个刀口(图中2)，中间的刀口安放在支柱顶端的刀垫上，刀垫用玛瑙或硬质合金钢制造，两端的刀口用于悬挂称盘，横梁上装有可以移动的游码(图中5)，用于称量1克以下的质量，(游码从横梁的左端移到右端相当于在右盘中加了1克的砝码)，横梁等分为20大格，每大格又分为5小格，因此，游码每移动一小格相当于在右盘中加10毫克的砝码，即这种天平的分度值10毫克。
常见物理于平的最大称量为0.5千克(即500克)。
横梁 中部还装有竖直向下的指针(图中7) ，与支柱上的指针标尺(图中8)相对应，用以指示天平的平稳位置与灵敏度，指针的中间有一重心螺丝，它的位置在出厂时已经调整好了，不得任意去旋动它；横梁两侧还有用来调整零点的螺杆、螺母(图中9)，支柱后面装有水平仪，可通过调节底座上的调节螺丝(图中12)来调节天平底板水平、支柱铅直，在天平的底座上，左侧称盘的上方还有一个可以放置物品的托架(图中15)。
标志天平规格性能的除了“最大称量”以外，还有游标的分度值以与“感量”或“灵敏度”。
“感量”是指使指针在指针标尺上偏转一格时在称盘中所加的质量值，感量的倒数叫“灵敏度”，即称盘中每加1克(或0.1克)时，指针的偏转格数，利用灵敏度可以很快判断需要把游码移动几格就能使天平达到平衡，从而提高测量的效率。
物理天平的操作步骤如下：1、调节底座螺丝，直到水平仪中的气泡位于水平仪中间，则说明天平座位水平了、支柱铅直和刀垫水平了。
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大学物理实验（I I）实验讲义华中科技大学物理学院实验教学中心目录实验1：偏振光实验 (1)实验2：迈克尔逊和法布里-珀罗干涉仪 (5)实验3：振动力学综合实验 (13)实验4：RLC电路和滤波器 (22)实验1：偏振光实验【实验目的】1.观察光的偏振现象，加深对其规律认识。
2.了解产生和检验偏振光的光学元件及光电探测器的工作原理。
3.掌握一些光的偏振态（自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光）的鉴别方法以及相互的转化。
【课前预习】1.光的波动方程以及麦克斯韦方程组。
2.电磁波的偏振性及波片的性质。
【实验原理】1、自然光与偏振光麦克斯韦指出光波是一种电磁波，电磁波是横波。
由于光与物质相互作用过程中反应比较明显的是电矢量E，故此，常用E表征光波振动矢量，简称光矢量。
一般光源发射的光波，其光矢量在垂直于传播方向上的各向分布几率相等，这种光就称为自然光。
光矢量在垂直于传播方向上有规则变化则体现了光波的偏振特性。
如果光矢量方向不变，大小随相位变化，这时在垂直于光波传播方向的平面上光矢量端点轨迹是一直线，则称此光为线偏振光（平面偏振光），光矢量与传播方向构成的平面叫振动面如图1（a）。
图1(b)是线偏振光的图示法，其中短线表示光矢量平行于纸面，圆点表示光矢量与纸面垂直。
如果其光矢量是随时间作有规律的改变，光矢量的末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹是圆或者椭圆，这样的光相应的被称为圆偏振光或者椭圆偏振光，如图1（c）。
介于偏振光和自然光之间的还有一种叫部分偏振光，其光矢量在某一确定方向上最强，亦即有更多的光矢量趋于该方向，如图1（d）。
任一偏振光都可以用两个振动方向互相垂直，相位有关联的线偏振光来表示。
2、双折射现象当一束光入射到光学各向异性的介质时，折射光往往有两束，这种现象称为双折射。
冰洲石（方解石）就是典型的双折射晶体，如通过它观察物体可以看到两个像。
当一束激光正入射于冰洲石时，若表面已抛光则将有两束光出射，其中一束光不偏折，即o光，它遵守通常的折射定律，称为寻常光。
另一束发生了偏折，即e光，它不遵守通常的折射定律，称为非常光。
用偏振片检查可以发现，这两束光都是线偏振光，但其振动方向不同，其两束光的光矢量近于垂直。
晶体中可以找到一个特殊方向，在这个方向上无双折射现象，这个方向称为晶体的光轴，也就是说在光轴方向o光和e光的传播速度、折射率是相等的。
此处特别强调光轴是一个方向，不是一条直线。
只有一个光轴的晶体称为单轴晶体，如冰洲石，石英，红宝石，冰等，其中又分为负晶体（o光折射率大于e光折射率，即n o>n e）和正晶体（n o<n e）。
有一些晶体有二个光轴方向，此种晶体称为双轴晶体，如云母、蓝宝石、橄榄石、硫磺等。
3、二向色性光在某些晶体中传播时，晶体对o 光和e 光的吸收是不一样的，此特性称为二向色性。
例如电气石的矿石晶体，对o 光有强烈的吸收作用，而对e 光则吸收很少。
当自然光通过电气石晶片时，在很短的路程中o 光就被全部吸收，因此通过的光是与晶体内e 光相应的线偏振光，利用这一性质可以用来产生线偏振光。
4、起偏和检偏根据晶体的二向色性，可制作偏振片（定义：偏振片允许透过的光矢量方向为其透光轴），它能将自然光变为线偏振光，此时偏振片称为起偏器；当偏振片用于检验偏振光的状态时，称为检偏器。
5、马吕斯定律1808年，马吕斯实验中指出，强度为I o 的线偏振光透过偏振片后，透射光的强度为：I=I 0cos 2θ (1)式中，θ是两个偏振片透光轴之间的夹角，第1个偏振片用于将光源变为线偏振光，第2个则是用于检偏。
显然两个偏振片平行放置，透过的光强最大；垂直时，处于消光状态。
图1（a ） 图1（b ）图1（c ） 图1（d ）6、波片-位相延迟器波片也称位相延迟器，是由双折射晶体制成的平板状光学元件，其厚度为d 且光轴平行于表面。
当一束单色平行自然光正入射到波晶片上时，光在晶体内部便分解为o 光与e 光。
o 光电矢量垂直于光轴；e 光电矢量平行于光轴。
o 光和e 光的传播方向不变，但由于传播速度不同，两束光的相位差可表示为，δ=2π(n o -n e )d/λ (2)式中λ为光波在真空中的波长。
通过调节双折射晶体的厚度，可以制作不同的波片，如下1/4波片：δ=±（2k+1）π/2(k=1，2，3……) 1/2波片：δ=±（2k+1）π(k=1，2，3……) 全波片：δ=±2k π (k=1，2，3……) 一般来说，不论是任何波片都是相对一定波长而言。
假如选择不同波长的光源，需要采用消色差波片，它是由几层不同的聚合物或晶体精确对准层叠而成的，其优点是在一定的带宽之内延迟量对波长的变化不敏感。
波片按材料分，常见的有各种晶体波片，和聚合物波片，液晶波片。
常用的晶体包括云母，方解石，石英等。
另外液晶波片（液晶相位延迟器）是一种新型的可控相位延迟器，通过控制加在液晶两边的电压，可以改变液晶的双折射系数，从而改变通过液晶波片光的相位差。
本实验中采用云母波片，其适用的波长为632.8nm 。
（1）当线偏振光通过全波片时，其偏振态不变；（2）当线偏振光通过半波片时，仍然为线偏振光，但其光矢量的振动面转动了2θ；（3）当线偏振光通过1/4波片时，变为椭圆偏振光，当偏振片的透光轴与波片光轴夹角为45o 时，为圆偏振光。
7、椭圆偏振光通过检偏器后的光强我们以图2为例说明椭圆偏振光通过检偏器后的光强变化。
如图P1为起偏器，C 为1/4波片，P2为检偏器。
当一束光通过P1后，变为线偏振光，其振幅为A ，当P1透光轴与C 光轴夹角θ不为0o , 45o , 90o 时，通过波片C 后即为椭圆偏振光。
波片C 是双折射晶体，分解为o 光和e 光，其振幅分别为：A o =Asin θ，A e =Acos θ，这里，A o 和A e 会产生相位差δ。
当o 光和e 光通过检偏器P2时，显然只有与P2透光轴平行的分量才能通过。
设P2透光轴与C 光轴夹角为ϕ，则o 光和e 光通过P2后的振幅为， A ee =A e cos ϕ=Acos θcos ϕ (3)A oe =A o sin ϕ=Asin θsin ϕ(4)图2这里需注意，A ee和A oe反向，故两者的相位差除了π/2，还要附加一个相位差π。
这两束光的方向和频率相同，相位差恒定，合成之后的振幅为，A2=(A ee2+A oe2+2A ee A oe cosδ')1/2(δ'=3/2 π⇒ cosδ'=0) (5) 光强为I= A ee2+A oe2= A (cos2θ cos2ϕ+ sin2θsin2ϕ)【实验仪器】1.光学面包板（600⨯600⨯80mm）、He-Ne激光器、光电探测器及探头；2.光学调整架，杆架、接杆、杆架底座、叉式压板；3.光学元件：偏振片、1/4波片、1/2波片。
【实验程序】（1）观察激光光源的偏振态要求：光源等高传播，与偏振片、光电探测器同轴（通过其中心），正入射，旋转偏振片，每隔10o记录光强，旋转一周，极坐标作图光强I与角度的关系（I-θ），推荐origin软件。
（2）验证马吕斯定律，研究透过两偏振器后的光强I与它们透光轴间夹角θ的关系要求：光源等高传播，与两个偏振片P1P2、光电探测器同轴，正入射，旋转P2，观察光强变化及随角度变化的对称性，优化光路后，每隔10o记录光强，，旋转一周，极坐标作图I-θ，直角坐标作图I-cos2θ。
（3）判别1/4波片与1/2波片，写出依据。
要求：测量当线偏阵光通过1/2波片后，其透光轴变化的角度，至少测量5组数据，根据原理自行设计。
（4）通过1/4波片产生圆偏振光，优化光学元件的调节，记录结果。
要求：光源等高传播，与两个偏振片P1P2、1/4波片、光电探测器同轴，正入射。
程序：P1与P2正交，保持消光状态；在中间插入1/4波片，转动波片使得光强最小（消光状态），再转动波片45o；旋转P2观察光强变化范围；优化调节，尽量使得P1、P2、波片接近平行状态，观察光强变化范围（调到你认为较好的状态）；旋转P2一周，每隔10o记录光强，极坐标作图I-θ的关系。
（5）测量椭圆偏振光通过检偏器的光强根据原理自行设计，极坐标作图I-ϕ的关系，与理论公式比较。
【参考文献】杨晓雪等，大学物理，华中科技大学出版社出版，2010年8月熊永红等，大学物理实验，科学出版社出版，2007年8月记录实验过程，强调规范，作图标准，总结影响实验结果的因素实验2：迈克尔逊和法布里-珀罗干涉仪【实验目的】1、掌握迈克尔逊干涉仪和法布里-珀罗（F-P ）干涉仪的工作原理和调节方法；2、了解各类型干涉条纹的形成条件、花纹特点和变化规律；3、测量激光、钠灯光源的波长及双黄线的波长差；4、测量空气的折射率。
【实验原理】一、迈克尔逊干涉仪1881 年，迈克尔逊设计了一种干涉仪,并与其合作者用此仪器进行了三项著名实验：迈克尔逊一莫雷实验，实验结果否定了“以太”的存在，为相对论的提出奠定了实验基础；将干涉仪用于光谱的精细结构的研究；利用光谱线的波长，标定标准米尺。
后来人们以迈克尔逊的干涉仪为原型，又设计出了用于各种目的干涉仪。
现在，迈克尔逊干涉仪已得到广泛地应用，如通过测量可动镜的移动距离可以来求得光的波长；若已知光源的波长又可测量微小的距离；它也是光学媒质性质的研究工具。
图1 迈克尔逊干涉仪光路图迈克尔逊干涉仪有多种多样的形式，其基本光路如图1 所示。
1M 、2M 是一对平面反射镜，1G 、2G 是厚度和折射率都完全相同的一对平行玻璃板，1G 称为分光板，在其表面A 镀有半反射、半透射膜（半透明的铬或铝），使射到其上的光线分为光强度差不多相等的反射光和透射光，与1M 、2M 均成45°角，2G 称为补偿片，它与1G 平行。
如果光源的面积不够大，可在它前面放一片磨沙玻璃或扩束透镜，以扩大视场。
当光照到1G 上时，在半透膜上分成相互垂直的两束光，透射光1射到1M ，经1M 反射后，透过2G ，在1G 的半透膜上反射到达E ；反射光2射到2M ，经2M 反射后，透过1G 射向E 。
由于光线2前后共通过1G 三次，而光线1只通过1G 一次，因此可以加一个补偿片2G ，这样两束光在玻璃中的光程便相等了，于是计算这两束光的光程差时，只需计算两束光在空气中的光程差就可以了。
对于单色性很好的光源，补偿片不是必需的，通过调节1M 、2M 的距离也可以达到等光程的目的，而对于单色性差的光源（比如白光）就必须加补偿片（想一想为什么？）。
当观察者从E 处向1G 看去时，除直接看到2M 外还可以看到1M 的像1M '。
于是1、2两束光如同从2M 与1M '反射来的，因此迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉和1M '～2M 间形成的空气薄膜的干涉等效。