迈克尔逊干涉仪(Michelson Interferometer

基础物理实验25
测量空气折射率Measurements of the refractive index of air Using
Michelson Interferometer
南开大学基础物理实验教学中心
基础物理实验室
在许多精密测量中，必须考虑测量环境的空气折射率对测量的影响，对测量结果进行修正。

通常，空气折射率与真空折射率相差是很小的，约在10-4数量级上。

因此不可能直接利用折射定律来测量，而是通过干涉方法测量。

迈克尔逊干涉仪（Michelson Interferometer）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。

迈克尔逊干涉仪是一个分振幅法的双光束干涉仪，可以实现等倾和等厚两种干涉。

完成一臂带有气室迈克尔逊干涉仪的组装和调整，学习利用加压法测量气体折射率，利用最小二乘法处理实验数据。

所提供的仪器用具
光学平台、He-Ne
激光器、平面反射镜两
个、分束板、扩束镜、
20cm气室、气压表，充
气皮球及放气阀、屏
依原理图自组仪器
调整仪器
●保证光在气室内通过的长度与气室的标称长度一致●在观察屏上获得大小要适中的等倾干涉条纹
给气室充入不同气压的空气，记录气压分别为100mmHg 、150mmHg 、200mmHg 、250mmHg 时的条纹变化的数目，每个气压下测量三次。

假定空气折射率与气压成线形关系，利用最小二乘法处理实验数据。

N L
P P n o o 21λ∆+=加压法测量？如何保证光在气室内通过的距离与气室标称长度
一致
？组装干涉仪的过程中，用什么作为基准进行各部
件的调节依据
•实验过程中平台振动对迈克尔逊干涉仪有何影响？这样的影响有何用途？
•实验中放气时，条纹有可能冒出和陷入。

在气室内气压与外界一致时，放置气室的光程与另一路相比是大还是小？
•如和利用迈克尔逊干涉仪测量一厚度已知的玻璃折射率。

提示：利用白光的相干长度接近零的特点。