迈克尔逊干涉仪实验作业
“迈克尔逊干涉仪”实验报告
“迈克尔逊干涉仪”实验报告
1、实验简介
“迈克尔逊干涉仪”（Michaelson Interferometer）是一种便携式、利用干涉测量法测量平面镜和实物形状及尺寸的精密仪器。它是一种无源距离测量方法，它通过分析干涉图像返回的距离信息来获得目标曲面和表面的精度参数，可以方便的测量玻璃、金属、涂层等表面的特性参数。
本实验拟采用迈克尔逊干涉仪，研究多次反射平面波的干涉斑图，用以了解平面镜形状和尺寸的变化对反射波的影响。
2、实验仪器设备
实验所用仪器设备主要包括迈克尔逊干涉仪、两只不同直径0.8NM 和 1.4NM 钨丝、测量单元、以及一个可调节电压的电源等。
3、实验原理
迈克尔逊干涉仪运用了光干涉原理，它弥补了简单显微镜无法获得距离的缺陷。它的原理首先用照相机对光斑进行测量，然后根据各种参数来计算出测量结果，拟采用迈克尔逊干涉仪测量多次反射的平面波的位置、距离等数据，根据测量结果分析干涉斑图形状及尺寸变化，从而获知平面镜形状和尺寸的变化情况。
4、实验步骤与程序
（1）将0.8NM 和 1.4NM钨丝分别装入迈克尔逊干涉仪，连接测量单元，使电源与仪器相连；
（2）微调光源、参考物表面和探测物体等参数，使光束垂直射入参考物表面；
（3）拍摄干涉图，用记录仪将数据采样储储；
（4）改变参考物表面的粗糙度及尺寸，重复步骤2和3；
（5）通过分析干涉斑图形状及尺寸变化，研究多次反射平面波的干涉斑图。
5、实验结果及分析
实验结果表明：不同参考物表面粗糙度和尺寸会导致干涉斑图形状及尺寸变化，反射波数量及位置也有相应变化，从而揭示了平面镜形状和尺寸的变化对反射波的影响。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告
英文回答：
Michelson Interferometer Experiment Report。
Introduction。
The Michelson interferometer is an optical instrument that uses interference to measure the wavelength of light and the speed of light. It was invented by Albert A. Michelson in 1881. The interferometer consists of a light source, two mirrors, and a beam splitter. The light source is split into two beams by the beam splitter. One beam is reflected by one mirror and the other beam is reflected by the other mirror. The two beams are then recombined by the beam splitter and the interference pattern is observed.
Methods。
This experiment determined the speed of light using a
Michelson interferometer. The following apparatus was used: 1A Michelson interferometer。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告
自查报告。
实验名称，迈克尔逊干涉仪实验。
实验日期，2022年10月10日。
实验地点，XX大学物理实验室。
实验目的，通过迈克尔逊干涉仪观察干涉条纹，验证光的干涉
现象。
实验过程，首先，我们搭建了迈克尔逊干涉仪，调整好光路和
干涉仪的位置。然后，我们使用激光光源照射到干涉仪中，观察干
涉条纹的变化，并记录下观察到的现象。接着，我们改变干涉仪的
位置和角度，再次观察干涉条纹的变化。最后，我们根据实验数据
进行分析和总结。
实验结果，通过实验观察，我们清晰地看到了干涉条纹的变化，证实了光的干涉现象。随着干涉仪位置和角度的改变，干涉条纹的
间距和亮暗条纹的变化也随之发生。
实验结论，通过本次实验，我们验证了光的干涉现象，实验结果与理论预期相符。同时，我们也加深了对迈克尔逊干涉仪的原理和应用的理解。
存在问题，在实验过程中，我们发现了一些实验数据记录不够准确的情况，可能导致了一些误差。在未来的实验中，我们需要更加细致地记录实验数据，以提高实验结果的准确性。
改进方案，为了提高实验数据的准确性，我们将在实验过程中更加细致地记录数据，并且在实验前对仪器进行更加仔细的校准，以减小误差的发生。
总结，本次迈克尔逊干涉仪实验取得了良好的实验效果，验证了光的干涉现象。通过实验，我们不仅加深了对光的干涉现象的理解，也提高了实验操作的能力。在今后的学习和实验中，我们将继续努力，不断提高实验技能和理论水平。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告
实验目的：
通过迈克尔逊干涉仪观察干涉现象，了解干涉仪的工作原理，
并掌握干涉条纹的观察方法。
实验仪器：
迈克尔逊干涉仪、激光光源、平面反射镜、半反射镜、调节螺丝、接收屏等。
实验原理：
迈克尔逊干涉仪利用光的干涉现象来测量光的波长、折射率等。当两束光经过半反射镜后，一部分光被反射，一部分光通过，再经
过平面反射镜反射后重新汇聚在半反射镜上，产生干涉现象。
实验步骤：
1. 调节激光光源，使其垂直照射到半反射镜上；
2. 调节半反射镜和平面反射镜的位置，使两束光重新汇聚在接收屏上；
3. 观察接收屏上的干涉条纹，并记录观察结果；
4. 调节半反射镜或平面反射镜的位置，再次观察干涉条纹的变化。
实验结果：
通过调节半反射镜和平面反射镜的位置，观察到了清晰的干涉条纹，并且随着位置的调节，干涉条纹的间距和亮暗条纹的分布发生了变化。
实验结论：
通过迈克尔逊干涉仪的实验，我们深入了解了光的干涉现象，并掌握了干涉条纹的观察方法。同时，也加深了对干涉仪的工作原理的理解，为今后的学习和研究打下了基础。
自查报告：
在实验过程中，我们严格按照实验步骤进行操作，确保了实验
结果的准确性。同时，也在观察干涉条纹时，认真记录了观察结果，确保了实验数据的可靠性。在实验结束后，我们对实验过程进行了
总结和讨论，进一步加深了对干涉现象和干涉仪的理解。在今后的
实验中，我们将继续严格按照实验要求进行操作，不断提高实验技
能和科研能力。
大学物理《迈克尔逊专题》—迈克尔逊干涉仪实验报告
大学物理《迈克尔逊专题》—迈克尔逊干涉
仪实验报告
《迈克尔逊专题》实验报告
前几周我做了迈克尔逊专题实验，对迈克尔逊干涉仪有了更加深刻的认识。迈克尔逊干涉仪，是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。主要用于长度和折射率的测量，若观察到干涉条纹移动一条，便是M2的动臂移动量为λ/2，等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。迈克耳逊干涉仪是这个专题实验最主要的试验仪器，此专题包括：1、迈克耳逊干涉仪在钠光灯照射下测量钠双线波长差; 2、白光干涉测量平板玻璃折射率；3、由迈克耳逊干涉仪改装成的法布里——玻罗干涉仪测钠双线波长差。这三个实验都与波的干涉有关，都是利用干涉原理进行试验的。
迈克尔逊干涉仪的工作原理是干涉条纹是等光程差点的轨迹，因此，要分析某种干涉产生的图样，必求出相干光的光程差位置分布的函数。若干涉条纹发生移动，一定是场点对应的光程差发生了变化，引起光程差变化的原因，可能是光线长度L发生变化，或是光路中某段介质的折射率n发生了变化，或是薄膜的厚度e发生了变化。另外钠光灯辐射产生的两条强谱线的波长是不一样的，分别为589.6nm和
589.0nm，波长差与中心波长相比甚小。如果用这种光源照明迈克尔逊干涉仪，所获得的圆形等倾条纹实际上是两种波长分别形成的两套干涉条纹的叠加。当全反镜M1、M2之间的距离d为某一值时，会恰好出现波1的k1级明条纹恰好与波2的k2级暗条纹重合，这时条纹最模糊，对比度小，为零。当动镜M1继续移动时，两个条纹会错开，会出现清晰的圆形等倾条纹。这就是钠光灯产生的干涉现象。现在根据上述原理对以下实验进行介绍。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告
前言
迈克尔逊干涉仪是一种通过干涉现象测量光波长和折射率的仪器。本次实验旨在通过搭建迈克尔逊干涉仪并测量干涉条纹的间距，以及通过对比干涉条纹的变化来计算空气的折射率。
实验装置
•激光器
•两块反射镜
•半反射镜
•三角架
•平移台
•动态计算机显示器
实验步骤
1.将激光器直接指向半反射镜，将半反射镜的一面对着一个反射镜后照
到墙上观察。根据反射光路情况能看到一条条垂直的光便是干涉条纹，即洛伦兹-费涅尔干涉条纹。
2.将一个反射镜固定在三角架上的一侧，尽量调节反光镜的髙度与半反
射镜朝向垂直。
3.调整半反射镜的朝向，使反射光与反射光垂直，即把距离半反射镜
50%的光反并到一起。
4.将另一个反射镜点在电子器上，利用电子计算器的平移台，将该反射
镜移动，则会发现干涉条纹的位置也随之移动。
实验结果
我们使用一个动态计算机显示器观察到了干涉条纹的变化。通过实验我们得到了横向移动距离与干涉条纹间隔的线性关系，我们成功的利用迈克尔逊干涉仪对空气的折射率进行测量，并得到了较为准确的结果。
本次实验成功地搭建了迈克尔逊干涉仪，并对干涉条纹的间距进行了测量。我们通过干涉条纹的变化成功的计算出了空气的折射率。迈克尔逊干涉仪作为一种精密测量仪器被广泛应用于光学、物理、电子等学科领域，本次实验为我们提供了实践的机会，也为我们将来学习和研究这一领域提供了基础。
迈克尔逊干涉仪习题
填空题
1．迈克尔逊干涉仪是用＿分振幅＿的方法获得双光束干涉的仪器。它的主要特点是：两相干光束分离得很开；光程差的改变可以由＿移动一个反射镜＿（或在一光路中加入另一种介质）得到。
2．迈克尔逊干涉仪中可动平面镜M1位置从＿毫米数从仪器左侧米尺上读出，毫米以下的尾数由大转轮上方的读书窗口和右侧的微动鼓轮上读出＿＿读出？各最小读数分别为＿100mm、10-2mm、10-4mm＿＿？末位有效数字的单位是10-5mm，估读数据。3．迈克尔逊干涉仪可用来精确测量单色光波长。调整仪器，使得观察到单色面光源照
明下产生的等倾干涉圆条纹。如果把可动臂移动了mm，这时条纹移动了个，则单色光波长为。
4．在迈克尔逊干涉仪的一个臂中插入长度为L的小气室，使小气室的气压变化，从而使气体折射率改变，引起干涉条纹“吞”或“吐”条，则得=。
问答题
1.何谓非定域干涉？何谓定域等倾干涉？获得它们的主要条件是什么？
迈克尔逊干涉仪实验的原理:当M1⊥M2,即M1∥M2′产生等倾干涉,当M1与M2′
有微小夹角α角时,产生等厚干涉。实际上,等倾干涉和等厚干涉都有定域和非定域之区别,等厚干涉只有当M1 M′2中心的空气层厚度d = 0 时才能产生。
单色点光源S发出的光经M1、M2′反射后在E处发生的干涉，相当于两个相距2d的虚光源S1、S2′发出光的干涉。因二光在S1、S2′轴线方向及其附近区域处处相干,所以,干涉是非定域的,且成实像。干涉条纹取决于M1 M2′之间的空气层的厚度d及其夹角α。
产生定域干涉的光源是单色扩展光源,如钠光灯、低压汞灯等。在实验中常采取将He-Ne 激光光源变为扩展光源的办法。经M1、M2′反射后的光干涉成虚像。定域干涉在观察和接收时,与非定域干涉有所不同,主要表现为眼睛直接观察时的“条纹移动感”和用屏接收时的位置局限性。对于等倾干涉,经M1 M2′反射后的发散光线,其干涉条纹定位于无穷远。当用眼睛直接观察时,由于眼睛的晃动,致使入射角θ为0的光线的反射点的位置改变,而致圆环中心移动。当用屏接收时,只有屏在透镜的焦平面及其附近时,才能观察到较清晰的干涉条纹,在其它位置则不能接收到干涉条纹。
实验六--迈克尔逊干涉仪的调整和使用
实验六 迈克尔逊干涉仪的调整和使用
实验性质：综合性实验 教学目的和要求：
1. 了解迈克尔逊干涉仪的原理并掌握调节方法；
2. 观察等倾干涉条纹的特点；
3. 测定He-Ne 激光的波长。
教学重点与难点：对迈克尔逊干涉仪的工作原理与等倾干涉概念的理解；
本实验仪器的正确调节与使用以及正确记录有效数字。
一．检查学生的预习情况
检查学生预习报告:内容是否完整，表格是否正确。 二．实验仪器和用具：迈克尔逊干涉仪，氦氖激光器、毛玻璃屏 三．讲解实验原理：
（一）实验仪器介绍
1. 迈克尔逊干涉仪的构造
迈克尔逊干涉仪的构造如图33-1。其主要由精密的机械传动系统和四片精细磨制的光学镜片组成。1G 和2G 是两块几何形状、物理性能相同的平行平面玻璃。其中1G 的第二面镀有半透明铬膜，称其为分光板，它可使入射光分成振幅（即光强）近似相等的一束透射光和一束反射光。2G 起补偿光程作用，称其为补偿板。1M 和2M 是两块表面镀铬加氧化硅保护膜的反射镜。2M 是固定在仪器上的，称其为固定反射镜，1M 装在可由导轨前后移动的拖板上，称其为移动反射镜。迈克尔逊干涉仪装置的特点是光源、反射镜、接收器（观察者）各处一方，分得很开，可以根据需要在光路中很方便的插入其它器件。
1M 和2M 镜架背后各有三个调节螺丝，可用来调节21M M 和的倾斜方位。
这三个调节螺丝在调整干涉仪前均应先均匀地拧几圈（因每次实验后为保证其不受应力影响而损坏反射镜都将调节螺丝拧松了），但不能过紧，以免减小调整范围。同时也可通过调节水平拉簧螺丝与垂直拉簧螺丝使干涉图像作上下和左右移动。而仪器水平还可通过调整底座上三个水平调节螺丝来达到。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告
实验目的：
通过迈克尔逊干涉仪实验，掌握干涉仪的原理，了解干涉条纹的形成过程，掌握干涉仪的调节方法，以及探究光的波动性质。
实验仪器：
迈克尔逊干涉仪、激光光源、平面镜、半反射镜、调节螺钉、干涉滤色片等。
实验原理：
迈克尔逊干涉仪是一种利用光的干涉现象来测量长度的仪器。当两束光线相遇时，它们会形成干涉条纹，通过观察干涉条纹的移动来测量长度的变化。
实验步骤：
1. 将激光光源发出的光线分为两束，一束经过半反射镜反射，
另一束经过平面镜反射。
2. 调节平面镜和半反射镜的位置，使得两束光线在干涉仪内部相遇。
3. 观察干涉条纹的形成和移动，通过调节螺钉和干涉滤色片来调节干涉条纹的清晰度和位置。
4. 记录实验数据，分析干涉条纹的移动规律。
实验结果：
通过实验观察和数据记录，我们成功观察到了干涉条纹的形成和移动过程，通过调节干涉仪的各个部件，我们能够控制干涉条纹的位置和清晰度。实验结果与理论预期基本一致。
实验结论：
通过迈克尔逊干涉仪实验，我们深入理解了光的干涉现象，掌握了干涉仪的调节方法，加深了对光的波动性质的认识。实验取得了良好的效果，达到了预期的目的。
自查报告：
在实验过程中，我们注意到了一些问题，比如在调节干涉仪时需要非常小心，以免影响干涉条纹的观察；在记录实验数据时需要准确记录每一步的调节和观察结果。在以后的实验中，我们将更加细心地进行操作，以确保实验结果的准确性和可靠性。同时，我们也会进一步深入学习光学理论，以便更好地理解和应用干涉仪实验的原理和方法。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告实验目的：
通过使用迈克尔逊干涉仪，探究干涉现象并测量光的波长。
实验仪器：
迈克尔逊干涉仪、白光源、准直透镜、半反射镜、平面镜、测微器等。
实验步骤：
1. 将白光源通过准直透镜射入干涉仪中，使其成为平行光。
2. 在干涉仪中，利用半反射镜和平面镜使光线分为两束，分别经过不同路径后再次合成。
3. 调整干涉仪的镜面使两束光相遇，观察干涉条纹的形成。
4. 通过测微器测量干涉条纹的间距，计算出光的波长。
实验结果：
通过实验观察和测量，我们成功观察到了明显的干涉条纹，并且利用测微器测量得出了光的波长为XXX。
实验分析：
在实验过程中，我们发现干涉条纹的间距与光的波长有直接关系，这符合干涉现象的基本原理。通过实验数据的分析，我们得出了较为准确的光波长数据，验证了迈克尔逊干涉仪的有效性和准确性。
实验结论：
通过本次实验，我们成功使用迈克尔逊干涉仪观察到了干涉现象，并测量得出了光的波长。实验结果与理论预期基本吻合，实验达到了预期的目的。
存在问题及改进：
在实验过程中，我们发现了一些操作上的不足之处，例如在调
整干涉仪镜面时需要更加细致和耐心。在以后的实验中，我们需要加强对仪器操作的细节和技巧的掌握，以提高实验的准确性和可靠性。
自查报告编写人，XXX。
日期，XXXX年XX月XX日。
迈克尔逊干涉仪专题实验
迈克尔逊干涉仪专题实验
摘要：
迈克耳逊制造的迈克耳逊干涉仪对光学和近代物理做出了巨大的贡献，用来测定微小的长度，折射率，光波波长等，也是现代光学仪器如傅立叶光谱仪等仪器的组成部分，在研究光谱线方面有着重要的作用。
迈克耳孙干涉仪的原理是一束入射光分为两束后各自被对应的平面镜反射回来，这两束光从而能够发生干涉。
迈克尔逊专题实验的主要任务就是测量侧钠双线波长差和玻璃折射率。
关键词：
迈克尔逊干涉仪干涉条纹折射率钠光双线波长差
背景：
迈克耳逊制造的迈克耳逊干涉仪对光学和近代物理做出了巨大的贡献，用来测定微小的长度，折射率，光波波长等，也是现代光学仪器如傅立叶光谱仪等仪器的组成部分，在研究光谱线方面有着重要的作用。迈克耳逊曾与他的合作者用这个仪器作了三项著名的试验：1，迈克耳逊—莫雷实验，为爱因斯坦创立相对论提供了实验依据；2，镉红线的发现实现了长度单位的标准化；3，由干涉仪条纹可见度随光程变化的规律，可推断光谱线的精细结构。
迈克耳孙干涉仪的最著名应用即是它在迈克耳孙-莫雷实验中对以太风观测中所得到的零结果，这朵十九世纪末经典物理学天空中的乌云为狭义相对论的基本假设提供了实验依据。除此之外，由于激光干涉仪能够非常精确地测量干涉中的光程差，在当今的引力波探测中迈克耳孙干涉仪以及其他种类的干涉仪都得到了相当广泛的应用。激光干涉引力波天文台（LIGO）等诸多地面激光干涉引力波探测器的基本原理就是通过迈克耳孙干涉仪来测量由引力波引起的激光的光程变化，而在计划中的激光干涉空间天线（LISA）中，应用迈克耳孙干涉仪原理的基本构想也已经被提出。迈克耳孙干涉仪还被应用于寻找太阳系外行星的探测中，虽然在这种探测中马赫-曾特干涉仪的应用更加广泛。迈克耳孙干涉仪还在延迟干涉仪，即光学差分相移键控解调器（Optical DPSK）的制造中有所应用，这种解调器可以在波分复用网络中将相位调制转换成振幅调制。
迈克尔逊干涉仪实验作业
迈克尔逊干涉仪实验作业
一、背景介绍
迈克尔逊干涉仪是一种经典的光学干涉仪，最早由美国物理学家亚伯拉罕·迈克尔逊发明，用于测量光的波长和空气折射率等。迈克尔逊干涉仪的基本原理是利用半反射的平面镜将光分成两束，再将两束光通过一组反射镜使其相遇，形成干涉图样，从而测量光的相位差和差异等。
二、实验目的
本次实验的目的是掌握迈克尔逊干涉仪的基础原理和操作技能，了解光的干涉现象和波动性质，熟悉实验中的调节和测量方法，以及检验实际光程差是否符合理论计算。
三、实验装置
实验所用的迈克尔逊干涉仪主要由以下部分组成：
1.激光器：用于产生单色、单向、相干的光源。
2.双缝：将激光光束分为两束，要求光波前上有相同的相位差。
3.两面反射镜：将两束光线反射回来再次相遇。
4.单光束接收器：用于接收反射后的光，观察干涉图样。
四、实验步骤
1.打开激光器，调节角度，使其正对双缝，调节位置，使激光束通过双
缝后相交于一点。
2.调整两面反射镜，使光线分别反射到单光束接收器上，观察两个接收
器上的光强是否相等，如不相等，调节反射镜位置，使两束光线再次相遇。
3.可以使用微调器调整其中一面反射镜的位置，使两个接收器上显示的
干涉条纹清晰，可以集中为亮的点或暗的点。
4.记录调整后的两面反射镜位置，分别记为L1和L2，再记录单次测量
时的干涉条纹数目为N。
5.换另一块反射镜或改变反射镜的使用方法，二次测量L1和L2，以及
干涉条纹数目N，重复上述步骤直至所有实验测量完成。
五、实验结果与数据处理
通过实验测得的数据，可以得出迈克尔逊干涉仪实际的光程差，根据理论计算公式得到实际值与计算值的误差，检验是否满足精度要求。
迈克尔逊干涉仪 实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告
引言：
干涉是光学中的重要现象，通过干涉实验可以研究光的波动性质。迈克尔逊干
涉仪是一种经典的干涉实验装置，由美国物理学家迈克尔逊于1887年发明。本实验旨在通过迈克尔逊干涉仪，观察和分析干涉现象，探索光的波动性质。
实验装置：
迈克尔逊干涉仪由一个光源、一个半透明平板、两个反射镜和一个观察屏组成。光源发出的光经过半透明平板后，一部分光被反射镜1反射，另一部分光经过
反射镜1后被反射镜2反射，然后两束光在观察屏上相遇形成干涉条纹。
实验过程：
1. 调整干涉仪的反射镜，使两束光线平行并重合在观察屏上。观察屏上出现明
暗相间的干涉条纹。
2. 逐渐移动反射镜2，观察屏上的干涉条纹发生变化。当反射镜2移动一个波
长的距离时，干涉条纹由明变暗或由暗变明。
3. 测量反射镜2移动的距离，以及由明变暗或由暗变明的干涉条纹的数量，计
算出光的波长。
实验结果：
通过实验，我们得到了反射镜2移动的距离和干涉条纹的数量的测量数据。根
据这些数据，我们计算出了光的波长为X纳米。
讨论与分析：
1. 干涉条纹的形成：干涉条纹的出现是由于光的波动性质造成的。当两束光线
相遇时，它们会相互干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
2. 干涉条纹的变化：反射镜2的移动导致干涉条纹的变化。当反射镜2移动一
个波长的距离时，两束光线的光程差发生变化，导致干涉条纹由明变暗或由暗
变明。
3. 光的波长计算：通过测量反射镜2移动的距离和干涉条纹的数量，我们可以
计算出光的波长。这个结果与已知的光的波长进行比较，验证了实验的准确性。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪（实验报告）
一、实验目的
1、掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法并观察各种干涉图样。
2、区别等倾干涉、等厚干涉和非定域干涉，测定He-Ne 激光波长
二、实验仪器
迈克尔逊干涉仪、He-Ne 激光器及光源、小孔光阑、扩束镜（短焦距会聚镜）、毛玻璃屏等。
（图一）
（图二）
三、实验原理
①用He-Ne 激光器做光源，使激光通过扩束镜会聚后发散，此时就得到了一个相关性很好的点光源，射到分光板P1和P2上后就将光分成了两束分别射到M1 和M2 上，反射后通过P1 、P2 就可以得到两束相关光，此时就会产生干涉条纹。
②产生干涉条纹的条件，如图2 所示，B 、C 是两个相干点光源，则到A 点的光程差δ =AB-AC=BCcosi , 若在A 点出产生了亮条纹，则δ =2dcosi=k λ (k 为亮条纹的级数) ，因为i 和k 均为不可测的量，所以取其差值，即λ =2 Δ d/ Δ k? 。
四、实验步骤
1、打开激光电源，先不要放扩束镜，让激光照到分光镜P1 上，并调节激光的反射光照射到激光筒上。
2、调节M2 的位置使屏上两排光中最亮的两个光点重回，并调至其闪烁。
3、将扩束镜放于激光前，调节扩束镜的高度和偏角，使光能照在P1分光镜上，看显示屏上有没有产生同心圆的干涉条纹图案。没有的话重复2 、3 步骤，直到产生同心圆的干涉条纹图案。
4、微调M2是干涉图案处于显示屏的中间。
5、转动微量读数鼓轮，使M1 移动，可以看到中心条纹冒出或缩进，若看不到此现象，先转动可度轮，再转动微量读数鼓轮。记下当前位置的读数d0 ，转动微量读数鼓轮，看到中心条纹冒出或缩进30 次则记一次数据，共记录10 次数据即d0、d1 (9)
大学物理实验-迈克尔逊干涉仪
⼤学物理实验-迈克尔逊⼲涉仪
（1312实验室）迈克尔逊⼲涉仪实验
⼀.实验⽬的
（1）了解迈克尔逊⼲涉仪的光学结构及⼲涉原理，学习其调节和使⽤⽅法
（2）学习⼀种测定光波波长的⽅法，加深对等倾的理解
（3）⽤逐差法处理实验数据
⼆.实验仪器
迈克尔逊⼲涉仪、He-Ne激光器、扩束镜等。
三.实验原理
迈克尔逊⼲涉仪是l883年美国物理学家迈克尔逊（A.A.Michelson）和莫雷（E.W.Morley）合作，为研究“以太漂移实验⽽设计制造出来的精密光学仪器。⽤它可以⾼度准确地测定微⼩长度、光的波长、透明体的折射率等。后⼈利⽤该仪器的原理，研究出了多种专⽤⼲涉仪，这些⼲涉仪在近代物理和近代计量技术中被⼴泛应⽤。
1.⼲涉仪的光学结构
迈克尔逊⼲涉仪的光路和结构如图1与2
所⽰。M1、M2是⼀对精密磨光的平⾯反射镜，
M1的位置是固定的，M2可沿导轨前后移动。G1、
G2是厚度和折射率都完全相同的⼀对平⾏玻璃
板，与M1、M2均成45°⾓。G1的⼀个表⾯镀
有半反射、半透射膜A，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；G1称为
分光板。当光照到G1上时，在半透膜上分成相
互垂直的两束光，透射光（1）射到M1，经M1
反射后，透过G2，在G1的半透膜上反射后射向
E；反射光（2）射到M2，经M2反射后，透过
G1射向E。由于光线（2）前后共通过G1三次，
⽽光线（1）只通过G1⼀次，有了G2，它们在
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，所以G2称为补偿板。当观察者从E处向G1看去时，除直接看到M2外还看到M1的像M1ˊ。于是（1）、（2）两束光如同从M2与M1ˊ反射来的，因此迈克尔逊⼲涉仪中所产⽣的⼲涉和M1′～M2间“形成”的空⽓薄膜的⼲涉等效。
迈克尔逊干涉仪的实验报告
迈克尔逊干涉仪的实验报告
迈克尔逊干涉仪的实验报告
引言：
迈克尔逊干涉仪是一种经典的光学实验仪器，它以其简单而精确的测量原理而闻名于世。本实验旨在通过搭建迈克尔逊干涉仪并进行实际测量，探索干涉现象的原理以及应用。
实验装置：
迈克尔逊干涉仪由一束光源、半透镜、分束镜和反射镜组成。光源发出的光经过半透镜聚焦后，被分束镜分成两束光线，分别射向两个反射镜。反射镜将光线反射回来，重新经过分束镜，最终在屏幕上形成干涉条纹。
实验过程：
1. 搭建迈克尔逊干涉仪：
首先，将光源放置在适当位置，并调整半透镜的位置和焦距，使光线能够通过分束镜。然后，调整反射镜的位置和倾斜角度，使两束光线能够在屏幕上产生干涉条纹。
2. 测量干涉条纹的间距：
通过移动一个反射镜，改变其中一束光线的光程差，观察屏幕上干涉条纹的变化。使用尺子测量相邻两个亮纹或暗纹之间的距离，记录下来。
3. 分析干涉条纹的特点：
观察干涉条纹的形状、亮度和间距，分析其特点。根据干涉条纹的变化规律，可以推断出光程差的变化情况。
实验结果：
在实验过程中，我们观察到干涉条纹呈现出明暗相间的特点。亮纹和暗纹之间
的间距随着光程差的增大而增大。通过测量，我们发现相邻两个亮纹或暗纹之
间的距离为X。
讨论与分析：
迈克尔逊干涉仪的干涉现象是由于光线经过不同路径后再次叠加而产生的。当
两束光线相遇时，如果光程差为波长的整数倍，就会出现亮纹；如果光程差为
波长的半整数倍，就会出现暗纹。通过测量干涉条纹的间距，我们可以计算出
光程差的大小，从而了解光线的传播特性。
迈克尔逊干涉仪的应用十分广泛。例如，在光学测量中，可以利用干涉条纹的
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迈克尔逊干涉仪的等倾干涉的特点
麦克尔逊干涉仪观察的等倾干涉条纹是同心圆环状。
而且移动眼睛时不会有条纹移出和移入视场。这样才能确保是等倾，即两板平行。
迈克尔逊干涉仪发明历史是什么？
迈克尔逊干涉仪,是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。迈克尔逊和爱德华·威廉姆斯·莫雷使用这种干涉仪于1887年进行了著名的迈克耳孙-莫雷实验，并证实了以太的不存在。迈克尔逊干涉仪的最著名应用即是它在迈克尔逊-莫雷实验中对以太风观测中所得到的零结果，这朵十九世纪末经典物理学天空中的乌云为狭义相对论的基本假设提供了实验依据。
迈克尔逊干涉仪还可测哪些物理量？
一、传统迈克尔逊干涉仪的测量应用
1. 微小位移量和微振动的测量；
采用迈克尔逊干涉技术,通过测量KDP晶体生长的法向速率和台阶斜率来研究其台阶生长的动力学系数、台阶自由能、溶质在边界层内的扩散特征以及激发晶体生长台阶的位错活性2. 角度测量：
仪器的两个反射镜由三棱镜代替，反射镜组安装在标准被测转动器件的转动台上。被测转角依照正弦原理转化成反射镜组两个立体棱镜的相应线位移,而后进行干涉测量，小角度干涉仪测角分辨率达到10-3角秒量级。
3.薄透明体的厚度及折射率的同时测量
在不放薄膜时调出白光干涉条纹，而后插入透明薄膜，在薄膜与光线垂直时调出白光干涉条纹后,记录此时动镜移动的距离，再将薄膜偏转α角（45°比较方便）,再调出白光干涉条纹，再记录动镜移动的距离。通过动镜这两次移动的距离和薄膜的偏转角，就可以同时计算出待测薄膜的厚度和折射率。
4.气体浓度的测量：
在迈克尔逊干涉仪的参考光路中，放入一个透明气体室，利用白炽灯做光源,在光程差为零的附近观察到对称的几条彩色条纹,中间的黑色条纹是等光程(Δ=0)精确位置。利用通入气体前后等光程位置的改变量，计算出气体的折射率，再利用气体的折射率与气体浓度的关系，计算出气体浓度。
4.引力波探测(超大型迈克尔逊干涉仪)
引力波存在是广义相对论最重要的预言，对爱因斯坦引力波的探测是近一个世纪以来最重大的基础探索项目之一。
2.光纤迈克尔逊干涉仪的应用：
（1）．混凝土内部应变的测量
把组成光纤迈克尔逊干涉仪的一个臂预埋到混凝土中，当混凝土内部发生膨胀、收缩或变形时，光纤迈克尔逊的白光干涉条纹发生变化，这样可以混凝土内部的一维和二维很小的应变状态进行测量,可以及时了解材料内部应变信息以及内部应变状态分布。由于光纤传感器体积小,重量轻,柔软易于布置,可埋入性好,抗拉性好,耐腐蚀性强;不改变材料结构的受力状态;测量的成本低等特点。
（2）. 地震波加速度的测量
以全光纤迈克尔逊干涉仪为基础，研制出由地震敏感元件组成的单分量双光路加速度地震检
波器样机，能同时精确检测空间三个方向加速度的三分量地震检波器就是一个重要的发展方向。高灵敏度的加速度地震检波器是地震探测过程中检测地震波强度、方向和频率等物理量的传感器，在整个地震探测过程中的作用十分关键。
（3）.温度的测量，透明液体、固体折射率或与折射率相关的浓度的测量: 哈尔滨智能光电科技有限公司研制了光纤迈克尔逊干涉测量实验系统，可以测量温度，透明液体、固体折射率或与折射率相关的浓度
还有那些干涉仪,有什么用?
菲索干涉儀
菲索干涉儀（圖1）又可稱為光學平板，通常用來檢驗經過研磨或拋光加工的工件，例如測微器砧座、精測塊規、卡規、精密研磨平面、光學玻璃皆可使用菲索干涉儀來檢驗。其加工狀況。利用菲索干涉儀作檢驗的工件，表面須經過研磨或拋光加工，以求工件表面之反射光線有足夠強度，以便與菲索干涉儀的作用面所反射光線相干涉而形成色帶，因此一般加工表面，因為表面不光滑或太粗糙，工件表面之反射光線太弱，與菲索干涉儀的作用面所反射光線相干涉而形成色帶也太弱而無法分辨，另外，工件表面太粗糙時，空氣楔間隔也太大，造成條紋太密，以致肉眼無法觀察。
圖 1 菲索干涉儀
菲索干涉儀利用光波干涉原理而形成明暗相間的色帶，很多場合都只把菲索干涉儀當作定性分析的工具，但事實上，以此色帶的數目及形狀便可以作微小尺寸，菲索干涉儀的原理可由光的干涉原理來解釋，菲索干涉儀部份反射鏡與反射面的空氣楔間隔為 d，則菲索干涉儀部份反射鏡的作用面與工件表面分別會反射光線，因為工件反射面所反射的光比菲索干涉儀部份反射鏡的作用面所反射光線多走了 2d 的光程差，因此造成兩道光干涉所需之相位差，因而形成干涉條紋，干涉條紋可以肉眼觀察，亦可以CCD 照相取得，由干涉條紋數可以推算出空氣楔間隔的大小，考慮光波從疏介質進入密介質波前相位改變 180 度，其明亮條紋之公式如下:
2d = (n +1/2 ) n :為條紋數 d :空氣間距 :空氣間光波的波長
在作干涉條紋之定量分析時，並不須刻意去找尋接觸點或基準點，若光學平板與工件被測面呈一微小角度相交，其上所產生出的條紋分別表示菲索干涉儀與被測面相對點的空氣楔高度。我們可以任意令工件表面某點為基準點，依此向前後左右推得工件表面整體的空氣楔高度，最後將光學平板之傾斜高度扣掉，即得工件被測面之表面起伏情形。初次使用菲索干涉儀的人可能會迷
惑於干涉條紋數常因空氣楔高度的改變而改變，亦即將菲索干涉儀之光學平鏡下壓時，干涉條紋數目通常變少，干涉條紋間隔加大，但如扣掉菲索干涉儀之光學平鏡傾斜高度，則工件被測面之表面起伏情形結果應一致。
菲索干涉儀之光源可使用發出單一波長的氣體放電燈，例如氦氣和鈉燈，若使用普通光，則無法看到條紋，因為普通光具有各種波長，導致各種條紋互相疊合無法辨識。使用單色光即可避免上述情形，唯須在其同調長度內測量。像氦氖燈這種單色光，其同調長度很短，如果不在這個很短的距離量測的話，就得不到干涉條紋，所以光學平鏡必須與待測物貼緊來量測，這樣的量測有一缺點：即是會磨損光學平鏡與待測物。其解決之道，就是採用同調長度較長的雷射光來量測，可將光學平鏡和待測物分開一段距離。氦氖燈價格7萬元至15萬，氦氣雷射價格1萬至5 萬元，但使用雷射時須加上光束擴散架設裝置。
至於菲索干涉儀之條紋之分析可直接將光學平鏡量測所得之條紋建立一個高度對照表再利用最小平方誤差的方法將傾斜面之高度差消除掉此法又可稱為傾斜面消除法。有些人在測量時，對光學平鏡、施力不同，而得到不同的條紋，認為光學平鏡不準確，事實上，只是因為施力不同造成不同的傾斜面，此時必須將傾斜面因素扣除，仍然都能得到相同的結果。
另外值得一提的是光學平鏡的第二種檢查方式（目前最常用），如果待測物表面很平，則檢查的條紋應該是互相平行的直線，且彼此間間隔相等。如果有斜線產生，則對此斜線作一切線：視其與相鄰的第幾條干涉條紋相交，切線與隔二條條紋的干涉條紋相交，我們可稱其偏差量為二個暗帶。最後可得實際偏差量2 λ/2 （當使用氦氣燈時，λ/2=0.294μm ），這種檢查法實施簡單，因此為一般機械工廠品管人員所樂用，但只能提供初步判斷，對於一些特殊條紋，例如條紋彼此平行且為直線，但間隔不相等時，就必須用傾斜去除法來量測，或者將光學平鏡作各種傾斜方向來量測，亦可消除此類誤差。
麥克森干涉儀
麥克森干涉儀（圖2）是利用光波的干涉，而使量測的精度提高到1/2 個波長以內，是許多干涉儀的始祖，可先作為光干涉現象於量測上應用之探討。麥克森干涉儀，係以部分反射平面鏡使光束振幅區分成兩束，所得的兩光柱進行的方向及相位不完全相同，當其再相遇時便形成干涉條紋。吾人如能瞭解麥克森干涉儀的基本原理和調整方法，便可進一步利用麥克森干涉儀來作一些量測實驗。因此將麥克森干涉儀稱之為利用光波干涉進行量測工作之敲門磚並不為過。由於麥克森干涉儀的出現，使得人類開始以光的波長為長度測量的基準。
圖2麥克森干涉儀