迈克尔逊干涉仪测量光波波长
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条纹中心处入射角i0222en?对应条纹级次最高三实验测量原理迈干仪的干涉原理单色光源21mm反射镜m2反射镜1m21mm与成角04521gg2g补偿板分光板1g移动导轨1m扩束镜三实验测量原理m反射镜m221mm反射镜1m单色光源1g2g的像2m2d光程差为2d在迈克尔逊干涉仪中产生的干涉相当于厚度为d的空气薄膜所产生的干涉当m1与m2垂直时即m1与m2平行时可以观察到等倾干涉条纹
必须了解仪器的操作和使用方法后方可使用。 为了使测量结果正确，必须避免引入空程，应将手轮按原方向转几圈， 直到干涉条纹开始均匀移动后，才可测量。
在调节和测量过程中，一定要非常细心和耐心，转动手轮时要缓慢、均 匀，切忌用力过猛。
激光不能直射入眼。 轻拿轻放，避免使光学仪器或元件受到冲击或震动、摔落。 切忌用手触摸元件的光学表面，应拿取磨砂面或边缘。 不能对着光学元件说话、咳嗽、打喷嚏。 绝对不许用手触摸各光学元件，光学表面有灰尘或污痕，可用镜头纸、 丙酮进行处理，切忌用手、衣服等。 实验完毕，数据经检查后方可拆除光路，整理仪器，一切复位。
二实验仪器
迈克尔逊干涉仪
反射镜M1 反射镜M2
激光器光源
扩束镜
分光板
补偿板
观察屏
M2移动导轨
三实验测量原理
等倾干涉原理
1 2
(n2 >n1，薄膜上下表面平行)
L
P
2与 3的光程差为：
M1 M2
n1
n2
n1
n2 ( AB BC ) n1 AD 3 i D 2 2en2 cos A C 2 e 2 2 2 2e n2 n1 sin i B 2 加强 明纹 2k (k 1, 2,...) 2 (2k 1) (k 0,1, 2,...) 减弱 暗纹 2
二实验仪器
由于迈克尔逊干涉仪将两相干光束完全分开，它们之间的光程差 可以根据要求作各种改变，测量结果可以精确到与波长相比拟， 所以应用很广。
迈克尔逊用干涉仪最先以光的波长测定了国际标准米尺的长度。 因为光的波长是物质基本特性之一，是永久不变的，这样就可以 把长度的标准建立在一个永久不变的基础之上。
此外，迈克尔逊干涉仪还被用来研究光谱线的精细结构，这些都 大大推动了原子物理与计量科学的发展，迈克尔逊干涉仪的原理 还被发展和改进为其他许多形式的干涉仪器。例如米尺的标定及 干涉分光工作已改用法布里－珀罗干涉仪。但迈克耳逊干涉仪的 基本结构仍然是许多干涉仪的基础。 目前根据迈克耳逊的基本原理研制的各种精密仪器广泛用于生产 和科研领域。
三实验测量原理
波长测量原理
两相干光束在空间完全分开， 并可用移动反射镜的方法改变两光 束的光程差.
若中心处为明条纹，则
若改变反射镜的位置，使 中心仍为明条纹，则
1 2d k1
M'2 M1
d
2 2(d d ) k2
1 d 2 1 2 1 1 k2 k1 k 2 2 2 d k
三实验测量原理
2e n n sin i
2 2 2 1 2
2
干涉条纹的级次K仅与 倾角i有关，点光源S发 出的光线中，具有同一 倾角的反射光线会聚干 涉，形成同一级次圆环 形干涉条纹，称为等倾 干涉条纹。 条纹中心处，入射角i=0
2en2
对应条纹级次最高
2
三实验测量原理
思考
迈干仪还有没有其它的用途？ 迈克耳逊干涉仪的两臂中便于插放待测样品， 由条纹的变化测量有关参数，精度高。 在光谱学中，应用精确度极高的近代干涉仪可 以精确地测定光谱线的波长及其精细结构； 在天文学中，利用特种天体干涉仪还可测定远 距离星体的直径以及检查透镜和棱镜的光学质 量等等
迈克尔逊干涉仪 测量光波波长
一实验目的及要求
了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉条纹的 形成原理。
通过观察实验现象，加深对干涉原理的理 解。 学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法。
观察等倾干涉条纹，测量激光的波长。
二实验仪器
迈干仪的历史背景
迈克耳逊（ Albert Abrham Michelson ,1852 -1931）,迈克尔。1907年诺贝尔 物理学奖授予芝加哥大学的迈克耳逊，以表彰他对光学精密仪器 及用之于光谱学与计量学研究所作的贡献。 迈克耳逊是著名的实验物理学家。他以精密测量光的速度和以空 前精密度进行以太漂移实验而闻名于世。他发现的以他的名字命 名的干涉仪至今还有广泛的应用。 迈克耳逊干涉仪是１８８３年美国物理学家迈克耳逊和莫雷合作， 为研究“以太”漂移实验而设计制造出来的精密光学仪器。实验 结果否定了以太的存在，解决了当时关于“以太”的争论，并为 爱因斯坦发现相对论提供了实验依据。
迈干仪的干涉原理
反射镜
M1
M1 M2
反 射 镜
M1 移动导轨
扩束镜 单 色 光 源 分光板
M2
G1
补偿板
G2
G1//G 2 与 M1 , M2
0 45 成 角
三实验测量原理 M 2 的像 M'2
反射镜 M 1
d
M1 M2
反 射 镜
单 色 光 源
G1
G2
M2
在迈克尔逊干涉仪中产生的干涉相当于厚度为d的空气 薄膜所产生的干涉，当M1与M2垂直时，即M1与M2‘平 行时，可以观察到等倾干涉条纹。中心处两束相干光的 光程差为 2 d
只要测出干涉仪中M1移动 的距离∆d,并数出相应的“ 吞吐”环数∆k,就可求出λ.
d
G1
G2
M2
四实验数据要求
每间隔50条条纹记录数据
平面镜的位置
d1
d2
d3
d4
d5
平面镜的位置
d6
d7
d8
d9
d10
△di＝di＋5－di
用逐差法处理数据
(d 6 d1 ) (d 7 d 2 ) (d10 d5 ) d 25 2d k 50 20为机械传递系数 20k
四实验数据要求
简单求解不确定度 先计算∆d的不确定度∆
(d1 d )2 (d2 d )2 A 5 1
0.01 B mm 3
再计算λ的不确定度∆
(d5 d )2
2
mm
A B
2
λ
2 k 50 20k
五实验注意事项
必须了解仪器的操作和使用方法后方可使用。 为了使测量结果正确，必须避免引入空程，应将手轮按原方向转几圈， 直到干涉条纹开始均匀移动后，才可测量。
在调节和测量过程中，一定要非常细心和耐心，转动手轮时要缓慢、均 匀，切忌用力过猛。
激光不能直射入眼。 轻拿轻放，避免使光学仪器或元件受到冲击或震动、摔落。 切忌用手触摸元件的光学表面，应拿取磨砂面或边缘。 不能对着光学元件说话、咳嗽、打喷嚏。 绝对不许用手触摸各光学元件，光学表面有灰尘或污痕，可用镜头纸、 丙酮进行处理，切忌用手、衣服等。 实验完毕，数据经检查后方可拆除光路，整理仪器，一切复位。
二实验仪器
迈克尔逊干涉仪
反射镜M1 反射镜M2
激光器光源
扩束镜
分光板
补偿板
观察屏
M2移动导轨
三实验测量原理
等倾干涉原理
1 2
(n2 >n1，薄膜上下表面平行)
L
P
2与 3的光程差为：
M1 M2
n1
n2
n1
n2 ( AB BC ) n1 AD 3 i D 2 2en2 cos A C 2 e 2 2 2 2e n2 n1 sin i B 2 加强 明纹 2k (k 1, 2,...) 2 (2k 1) (k 0,1, 2,...) 减弱 暗纹 2
二实验仪器
由于迈克尔逊干涉仪将两相干光束完全分开，它们之间的光程差 可以根据要求作各种改变，测量结果可以精确到与波长相比拟， 所以应用很广。
迈克尔逊用干涉仪最先以光的波长测定了国际标准米尺的长度。 因为光的波长是物质基本特性之一，是永久不变的，这样就可以 把长度的标准建立在一个永久不变的基础之上。
此外，迈克尔逊干涉仪还被用来研究光谱线的精细结构，这些都 大大推动了原子物理与计量科学的发展，迈克尔逊干涉仪的原理 还被发展和改进为其他许多形式的干涉仪器。例如米尺的标定及 干涉分光工作已改用法布里－珀罗干涉仪。但迈克耳逊干涉仪的 基本结构仍然是许多干涉仪的基础。 目前根据迈克耳逊的基本原理研制的各种精密仪器广泛用于生产 和科研领域。
三实验测量原理
波长测量原理
两相干光束在空间完全分开， 并可用移动反射镜的方法改变两光 束的光程差.
若中心处为明条纹，则
若改变反射镜的位置，使 中心仍为明条纹，则
1 2d k1
M'2 M1
d
2 2(d d ) k2
1 d 2 1 2 1 1 k2 k1 k 2 2 2 d k
三实验测量原理
2e n n sin i
2 2 2 1 2
2
干涉条纹的级次K仅与 倾角i有关，点光源S发 出的光线中，具有同一 倾角的反射光线会聚干 涉，形成同一级次圆环 形干涉条纹，称为等倾 干涉条纹。 条纹中心处，入射角i=0
2en2
对应条纹级次最高
2
三实验测量原理
思考
迈干仪还有没有其它的用途？ 迈克耳逊干涉仪的两臂中便于插放待测样品， 由条纹的变化测量有关参数，精度高。 在光谱学中，应用精确度极高的近代干涉仪可 以精确地测定光谱线的波长及其精细结构； 在天文学中，利用特种天体干涉仪还可测定远 距离星体的直径以及检查透镜和棱镜的光学质 量等等
迈克尔逊干涉仪 测量光波波长
一实验目的及要求
了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉条纹的 形成原理。
通过观察实验现象，加深对干涉原理的理 解。 学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法。
观察等倾干涉条纹，测量激光的波长。
二实验仪器
迈干仪的历史背景
迈克耳逊（ Albert Abrham Michelson ,1852 -1931）,迈克尔。1907年诺贝尔 物理学奖授予芝加哥大学的迈克耳逊，以表彰他对光学精密仪器 及用之于光谱学与计量学研究所作的贡献。 迈克耳逊是著名的实验物理学家。他以精密测量光的速度和以空 前精密度进行以太漂移实验而闻名于世。他发现的以他的名字命 名的干涉仪至今还有广泛的应用。 迈克耳逊干涉仪是１８８３年美国物理学家迈克耳逊和莫雷合作， 为研究“以太”漂移实验而设计制造出来的精密光学仪器。实验 结果否定了以太的存在，解决了当时关于“以太”的争论，并为 爱因斯坦发现相对论提供了实验依据。
迈干仪的干涉原理
反射镜
M1
M1 M2
反 射 镜
M1 移动导轨
扩束镜 单 色 光 源 分光板
M2
G1
补偿板
G2
G1//G 2 与 M1 , M2
0 45 成 角
三实验测量原理 M 2 的像 M'2
反射镜 M 1
d
M1 M2
反 射 镜
单 色 光 源
G1
G2
M2
在迈克尔逊干涉仪中产生的干涉相当于厚度为d的空气 薄膜所产生的干涉，当M1与M2垂直时，即M1与M2‘平 行时，可以观察到等倾干涉条纹。中心处两束相干光的 光程差为 2 d
只要测出干涉仪中M1移动 的距离∆d,并数出相应的“ 吞吐”环数∆k,就可求出λ.
d
G1
G2
M2
四实验数据要求
每间隔50条条纹记录数据
平面镜的位置
d1
d2
d3
d4
d5
平面镜的位置
d6
d7
d8
d9
d10
△di＝di＋5－di
用逐差法处理数据
(d 6 d1 ) (d 7 d 2 ) (d10 d5 ) d 25 2d k 50 20为机械传递系数 20k
四实验数据要求
简单求解不确定度 先计算∆d的不确定度∆
(d1 d )2 (d2 d )2 A 5 1
0.01 B mm 3
再计算λ的不确定度∆
(d5 d )2
2
mm
A B
2
λ
2 k 50 20k
五实验注意事项