迈克尔逊干涉仪调节与应用

合集下载

实验十六迈克尔逊干涉仪的调整与应用

实验十六迈克尔逊干涉仪的调整与应用

实验十六 迈克尔逊干涉仪的调整与应用光的干涉现象是光的波动性的一种表现,是物理光学的重要研究对象之一。

迈克尔逊干涉仪是美国物理学家A.A.Michelson 在1881年为研究“以太”漂移而精心设计的,它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,在近代物理和计量技术中有着广泛的应用。

例如,可用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长、微小长度、光源的相干长度,用相干性较好的光源可对较长的长度作精密测量,以及可用它来研究温度、压力对光传播的影响等。

【实验目的】1.掌握迈克尔逊干涉仪的工作原理和结构,学会它的调整方法和技巧;2.了解等倾干涉条纹与等厚干涉条纹形成的条件和变化规律; 3.学会用迈克尔逊干涉仪测量单色光波长; 4.(选做)测量钠黄光双线的波长差、钠光的相干长度; 5.(选做)学会用迈克尔逊干涉仪测量透明玻璃板的厚度。

【实验仪器】迈克尔逊干涉仪、Ne He 激光器、钠光灯、白光光源、毛玻璃、扩束镜等。

【实验原理】1. 迈克尔逊干涉仪的光路迈克尔逊干涉仪有多种多样的形式,其基本光路如图5.16.1所示。

从光源S 发出的一束光,在分束镜A 的半反射面M 上被分成光强近似相等的反射光束1和透射光束2。

反射光束1射出A 后投向反射镜2M ,反射回来再穿过A ;光束2经过补偿板B 投向反射镜1M ,反射回来再通过B ,在半反射面M 上反射。

于是,这两束相干光在空间相遇并产生干涉,通过望远镜或人眼可以观察到干涉条纹。

补偿板B 的材料和厚度都和分束镜A 相同,并且与分束镜A 平行放置,其作用是为了补偿反射光束1因在A 中往返两次所多走的光程,使干涉仪对不同波长的光可以同时满足等光程的要求。

2. 等倾干涉图样(1) 产生等倾干涉的等效光路S1M 图5.16.1 迈克尔逊干涉仪光路图如图 5.16.2所示(图中没有绘出补偿板B ),观察者自O 点向2M 镜看去,除直接看到2M 镜外,还可以看到1M 镜经分束镜A 的半反射面M 反射的像1M '。

迈克尔逊干涉仪的调节和使用

迈克尔逊干涉仪的调节和使用

实验三十八 迈克尔逊干涉仪的调节和使用【实验目的】1. 了解迈克尔逊干涉仪的工作原理,掌握其调节和使用方法。

2. 应用迈克尔逊干涉仪,测量He-Ne 激光的波长。

【实验仪器】迈克尔逊干涉仪、He-Ne 激光器、扩束镜。

【实验原理】干涉仪是凭借光的干涉原理来测量长度或长度变化的精密仪器。

实验室中最常用的迈克尔逊干涉仪,其原理图和实物图如图3-38-1所示。

1M 和2M 是在相互垂直的两臂上放置的两个平面反射镜,其背面各有三个调节螺钉,用来调节镜面的方位;2M 是固定的;1M 由精密丝杆控制可沿臂轴前后移动,移动的距离有转盘读出。

确定1M 的位置有三个读数装置:(1)主尺:在导轨侧面,最小刻度为毫米;(2)读数窗:可读到0.01mm ;(3)带刻度盘的微调手轮:可读到0.0001mm ,估读到5-10mm 。

在两臂轴相交处有一与两臂轴各成45°的平行平面玻璃板1P ,且在1P 的第二平面上镀以半透(半反射)膜以便使入射光分成振幅近乎相等的反射光(1)和透射光(2),故1P 板又称为分光板。

2P 也是一平行平面玻璃板,与1P 平行放置,其厚度和折射率均相同,用来补偿(1)和(2)之间附加的光程差,故称为补偿板。

从扩展光源S 射来的光在1P 处分成两部分,反射光(1)经1P 反射后向着1M 前进,透射光(2)透过向着2M 前进,这两束光分别在1M 、2M 上反射后逆着各自的入射方向返回,最后都达到E 处。

由于两列波来自同一波源上同一点,故是相干光,在E 处可观察到干涉图样。

由于光在分光板1P 的第二面反射,2M 在1M 附近形成一平行于1M 的虚像2'M ,因而自2M 和1M 的反射,相当于自是1M 和2'M 的反射。

由此可见,在迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉与空气薄膜所产生的干涉是等效的。

一、扩展光源照明产生的干涉图1. 当1M 和'2M 严格平行时,所得的干涉为等倾干涉。

实验一迈克尔逊干涉仪的调整及应用

实验一迈克尔逊干涉仪的调整及应用

实验一迈克尔逊干涉仪的调整及应用一、实验目的1.了解迈克尔逊干涉仪的原理及结构。

2.学会迈克尔逊干涉仪的调整,基本掌握其使用方法。

3.观察各种干涉现象,了解它们的形成条件。

二、实验仪器1.WSM-200型迈克尔逊干涉仪一台2.HNL-55700多束光纤激光源一台三、实验原理3.1迈克耳孙干涉仪的构造图1为迈克尔逊干涉仪的结构示意图\反光彊2大转轮血臨严光镜」补偿片转叫导轨直尺丄图后)::::■::: ::斗” ■-、反光镜- 调节蠟钉*」(_各3尘微调转轮图1迈克尔逊干涉仪的结构示意图仪器包括两套调节机构,第一套调节机构是调节反光镜 1的位置。

旋转大转 轮和微调转轮经转轴控制反光镜1在导轨上平移;第二套调节机构是调节反光镜 1和反光镜2的法线方向。

通过调节反光镜1、2后面的调节螺钉以及反光镜 2 的两个方向拉杆来控制反光镜的空间方位。

在仪器的中部和中部偏右处,分别固定安装着分光镜和补偿片,其位置对仪 器的性能有重要影响,切勿变动。

在补偿片的右侧是反射镜 2,它的位置不可前 后移动,但其空间方位是可调的。

反射镜1和反射镜2是通过金属弹簧片以及调节螺钉与支架弹性连接的, 调节反射镜支架上的三颗调节螺钉,改变弹簧片的压力,从而改变反射镜面在空间 的方位。

显然,调节螺丝钉过紧或太松,都是不利于调节反射镜方位的错误操作。

反射镜1在导轨上的位置坐标值,由读数装置读出。

该装置共有三组读数机 构:第一组位于左侧的直尺 G,刻度线以mm 为单位,可准确读到毫米位;第二 组位于正面上方的读数窗C 2,刻度线以0.01mm 为单位,可准确读出0.1和0.01毫米两位;第三组位于右侧的微动转轮的标尺 G ,刻度线以0.0001mm 为单位, 可准确读0.001和0.0001毫米两位,再估读一位到0.00001毫米。

实际测量时,分别从C 、C 2各读得2位数字、从C 3读得3 位(包括1位估读)数字,组成一个7位的 测量数据,如图2所示。

迈克耳孙干涉仪的调整与使用技巧

迈克耳孙干涉仪的调整与使用技巧

迈克耳孙干涉仪的调整与使用技巧迈克耳孙干涉仪(Michelson interferometer)是一种常用的光学仪器,广泛应用于光学测量、干涉实验等领域。

正确的调整和使用迈克耳孙干涉仪对于获得准确的实验结果至关重要。

本文将介绍迈克耳孙干涉仪的调整方法以及使用技巧,帮助读者更好地理解和应用这一仪器。

1. 干涉仪的基本原理迈克耳孙干涉仪是利用光的干涉原理进行测量的仪器。

它由两束光线沿不同路径传播后再次叠加产生干涉,通过观察干涉图案的变化可以获得有关样品或光源的信息。

2. 调整干涉仪的步骤(1)准备工作在调整迈克耳孙干涉仪之前,首先要确保仪器和光源的完好和稳定。

检查干涉仪的光学元件是否清洁,光源是否稳定,确保能够获得高质量的干涉图案。

(2)调整光路通过调整迈克耳孙干涉仪的光路,使得两束光相干,达到干涉的条件。

具体步骤如下:- a. 调整分束镜迈克耳孙干涉仪的分束镜是将光分成两束的关键元件。

调整分束镜的位置和角度,使得两束光线的光程差尽量为零。

- b. 调整反射镜调整迈克耳孙干涉仪的反射镜位置和角度,使得两束光线重新叠加时能够产生明亮的干涉条纹。

通过微调反射镜的位置和角度,使得干涉图案更加清晰和明亮。

(3)干涉图案的观察与调整在调整好光路之后,需要观察干涉图案,并进行调整以获得最佳的观察效果。

根据实验需求,通过微调分束镜和反射镜的位置和角度,调整干涉图案的大小、亮度和清晰度。

3. 干涉仪的使用技巧(1)保持稳定在使用迈克耳孙干涉仪进行实验时,保持仪器和光源的稳定非常关键。

避免干涉仪受到外界震动或温度变化的干扰,以确保实验的准确性和可重复性。

(2)校正光程差干涉仪的光程差是影响干涉图案的重要因素。

在实验中,根据需要可以通过微调分束镜或者引入补偿片等方法,校正光程差以获得所需的干涉效果。

(3)避免散射和干涉损失在进行干涉实验时,需要注意避免光线的散射和干涉损失。

合理调整干涉仪的参数,选择合适的光源和滤波器,减少或者消除散射光和多次反射干涉,确保实验结果的准确性。

迈克尔逊干涉仪的调节与使用

迈克尔逊干涉仪的调节与使用

迈克尔逊干涉仪的调节与使用【实验内容】:1. 了解迈克尔逊干涉仪的结构原理并掌握调节方法2. 观察等倾干涉、等厚干涉以及白光干涉现象3. 测量钠双线的平均波长及波长差【实验原理】1.迈克尔逊干涉仪的原理迈克尔逊干涉仪是一个分振幅法的双光束干涉仪,其光路如图1所示,它由反射镜M 1、M 2、分束镜P 1和补偿板P 2组成。

其中M 1是一个固定反射镜,反射镜M 2可以沿光轴前后移动,它们分别放置在两个相互垂直臂中;分束镜和补偿板与两个反射镜均成45o ,且相互平行;分束镜P 1的一个面镀有半透半反膜,它能将入射光等强度地分为两束;补偿板是一个与分束镜厚度和折射率完全相同的玻璃板。

光源发出的光经分束镜被分成等强度的两束光1和2,光束1和2分别经反射镜M 2和M 2反射后,再次经分光镜P 1向E 处传播。

由于光束2在传播过程中三次穿过分束镜,而光束1只有一次穿过分束镜。

由于玻璃存在色散,不同波长的光在干涉仪中具不同的光程差,为此,在反射镜M 1和反射镜之间加入一个补偿板,这样光线1同样在相同的玻璃板中穿过三次,使所有波长的光可以同时获得零的光程差,这对于实现白光的干涉是绝对必要的前提。

在单色光入射时,补偿板可以两臂的光程达到完全对称,2.测量钠黄光的平均波长利用迈克尔逊干涉仪的等倾干涉可以测量光的波长,当光程差改变二分之一个波长时,等倾干涉条纹中心就会 冒出 或 缩进 一个条纹。

当 冒出 或 缩进 N 个条纹时,光程差的改变量为2λδN d = 通过干涉仪测量δd 和确定条纹变化的个数N ,就可通过上式得到被测光的波长。

3.测量钠黄光的波长差当两个波长相差不大,且光强基本相同的光同时在迈克尔逊干涉仪上产生等倾干涉时,每个波长的各自产生一套干涉条纹。

很容易想到,这两套干涉条纹在某些光程差下一定出现明暗重叠的现象,这时视场中的干涉条纹的可见度为零。

如果确定了两次相邻可见为零时光程差的改变量δd ,那么两束光的波长差为 图1 迈克尔逊干涉仪光路dd δλδλλδλ221== 【仪器用具】WSM -100迈克尔逊干涉仪、钠灯、白炽灯。

迈克尔逊干涉仪的调节和使用

迈克尔逊干涉仪的调节和使用

迈克尔逊干涉仪的调节和使用迈克尔逊干涉仪是光学实验中一种重要的仪器,它的原理是基于干涉现象来测量长度、速度、折射率等物理量。

因此,正确地调节和使用迈克尔逊干涉仪对于实验结果的准确性和可靠性至关重要。

一、调节步骤1、粗调:首先调整干涉仪的粗调旋钮,使干涉条纹大致对称。

2、细调:然后调整干涉仪的细调旋钮,使干涉条纹更加清晰、对称。

具体步骤如下:(1)将光源对准干涉仪的入射缝,调整干涉仪的三个脚螺旋,使干涉条纹出现在视野中。

(2)调节干涉仪的粗调旋钮,使干涉条纹大致对称。

(3)调节干涉仪的细调旋钮,使干涉条纹更加清晰、对称。

可以通过观察干涉条纹的移动方向和距离来判断调节是否正确。

(4)重复以上步骤,直到干涉条纹完全对称、清晰。

二、使用注意事项1、保持干涉仪的清洁,避免灰尘和污垢进入干涉仪内部。

2、在调节过程中,要轻拿轻放,避免损坏干涉仪的精密部件。

3、在使用过程中,要避免过度调节粗调旋钮和细调旋钮,以免损坏干涉仪的调节机构。

4、在记录实验数据时,要保证记录的准确性和完整性。

5、在实验结束后,要将干涉仪恢复到初始状态,以便下一次使用。

正确地调节和使用迈克尔逊干涉仪需要耐心和细心。

只有掌握了正确的调节方法,才能更好地发挥其作用,提高实验的准确性和可靠性。

迈克尔逊干涉仪法测定玻璃折射率迈克尔逊干涉仪是一种精密的光学仪器,其原理基于干涉现象,能够用于测量微小的长度变化和折射率。

本文将介绍如何使用迈克尔逊干涉仪法测定玻璃的折射率。

一、实验原理折射率是光学材料的一个重要参数,它反映了光在材料中传播速度的改变。

迈克尔逊干涉仪法利用干涉现象来测量折射率。

当光线通过不同介质时,其速度和波长都会发生变化,这就导致了光程差的产生。

通过测量光程差,我们可以计算出介质的折射率。

二、实验步骤1、准备实验器材:迈克尔逊干涉仪、单色光源(如激光)、测量尺、待测玻璃片。

2、将单色光源通过分束器分为两束相干光束,一束直接照射到参考镜,另一束经过待测玻璃片后照射到测量镜。

迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告

迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告

迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告一、仪器调节1.调整镜面平行度:首先放置迈克尔逊干涉仪的光源,然后用手将光源移动,调整反射平面镜的角度,使光线在迈克尔逊干涉仪的整个光路中都能自由传播。

2.调整分束镜:使用一张透明的玻璃片将光线分束,再观察平行光束通过分束镜后是否能刚好落在平面镜的表面上,如果不能,则需要调整分束镜的位置,直到两束光线都能够平行而且刚好敲在平面镜上。

3.调整反射镜:迈克尔逊干涉仪中的反射镜有一个活动镜面,需要调整其位置,使两束光线在平面镜上反射时能够准确地再次合成一束光线,从而形成干涉现象。

4.调整干涉条纹:最后,可以在观察屏幕上是否能够清晰地看到干涉条纹,在实验过程中可以适当调整光源的位置或者调整反射镜的倾斜角度,以获得更好的干涉效果。

二、实验使用1.实验准备:首先设置好迈克尔逊干涉仪,并确保调节好仪器,使光线能够正常穿过仪器。

2.实验操作:将待测光源置于迈克尔逊干涉仪的一个光路中,调整干涉仪中的反射镜位置,使干涉条纹清晰。

然后,改变待测光源的位置,测量干涉条纹的移动量,利用已知的反射器间距和探测器移动的距离,可以计算得到光的速度。

3.数据处理:使用测得的数据和已知的仪器参数,进行计算和分析。

根据测得的干涉条纹移动量和已知的反射器间距,利用干涉仪的原理和公式,计算得到光的速度。

5.讨论和结论:根据实验结果,对实验中的不确定因素进行讨论,并得出结论。

如果实验结果与理论值一致,说明测量方法正确并且仪器使用正常;如果存在差异,可以分析差异的原因,并进一步完善实验方法或改善仪器使用的条件。

总之,迈克尔逊干涉仪是一种常见的用于测量干涉现象的仪器,通过调节和使用可以进行光速测量、薄膜厚度测量等实验。

在进行实验操作时,需要注意仪器的准确调节和数据的准确处理,以确保实验结果的可靠性。

迈克尔逊干涉仪的调节与使用

迈克尔逊干涉仪的调节与使用

迈克尔逊干涉仪的调节和使用一.实验原理迈克尔逊干涉仪是一个分振幅法的双光束干涉仪,其光路如右图所示,它由反光镜M1,M2、分束镜P1和补偿板P2组成。

其中M1是一个固定反射镜,反射镜M2可以沿光轴前后移动,他们分别放置在两个相互垂直臂中,分束镜和补偿板与两个反射镜均成45°且相互平行,分束镜P1的一个面镀有半透半反膜,它能将入射光等强度的分为两束;补偿板是一个与分束镜厚度和折射率完全相同的玻璃板。

迈克尔逊干涉仪结构如下图所示,镜M1、M2的背面各有三个螺丝,调节M1、M2镜面的倾斜度,M1的下端还附有两个互相垂直的微动拉簧螺丝,用以精确的调整M1的倾斜度。

M2镜所在的导轨拖板由精密丝杠带动,可沿着导轨前后移动。

M2镜的位置由三个读数尺所读出的数值的和来确定,主尺、粗调手轮和微调手轮。

如图所示,躲光束激光器提供的每条光纤的输出端是一个短焦距凸透镜,经其汇聚后的激光束,可以认为是一个很好的点光源S发出的球面光波。

S1’为S经M1以及G1反射后所成的像,S2’为S经G1以及M2反射后所成的像。

S2’和S1’为两相干光源。

发出的球面波在其相遇的空间处处相干。

为非定域干涉,在相遇处都能产生干涉条纹。

空间任一点P的干涉明暗由S2’和S1’到该点的光程差Δ=r2-r1决定,其中r2和r1分别为S2’和S1’到P点的光程。

P点的光强分布的极大和极小的条件是:Δ=kλ(k=0,1,2…)为亮条纹Δ=(2k+1)λ(k=0,1,2…)为暗条纹2.He-Ne激光波长的测定当M1’与M2平行时,将观察屏放在与S2’,S1’连线相垂直的位置上,可看到一组同心干涉圆条纹,如图所示。

设M1’与M2之间的距离为d,S2‘和S1‘之间的距离为2d,S2’和S1‘在屏上任一点P的光程差为Δ=2dcosφφ为S2’到P点的光线与M2法线的夹角。

当改变d,光程差也相应发生改变,这时在干涉条纹中心会出现“冒进”和“缩进”的现象,当d增加λ/2,相应的光程差增加λ,这样就会“冒出”一个条纹;当d减少λ/2,相应的光程差减少λ,这样就会“缩进”一个条纹;因此,根据“冒出”和“缩进”条纹的个数可以确定d的该变量,它可以用来进行长度测量,其精度是波长量级,当“冒出”或“缩进”了N个条纹,d的改变两δd为:Δd=Nλ/2二.实验内容1.调节干涉仪,观察非定域干涉(1)水平调节,调节干涉仪底角螺丝,使仪器导轨水平,然后用锁圈锁住。

迈克耳孙干涉仪的调节和使用

迈克耳孙干涉仪的调节和使用

迈克⽿孙⼲涉仪的调节和使⽤迈克⽿孙⼲涉仪的调节和使⽤实验⽬的1、掌握迈克尔逊⼲涉仪的调节和使⽤⽅法;2、调节和观察迈克尔逊⼲涉仪产⽣的⼲涉图,加深对各种⼲涉条纹特点的理解;3、应⽤迈克尔逊⼲涉仪测定钠光和He-Na 激光的波长。

实验仪器迈克尔逊⼲涉仪钠光源激光源实验原理迈克⽿孙⼲涉仪主要由两个相互垂直的全反射镜M 1、M 2和⼀个放置的半反射镜p 1组成,如图1所⽰,从光源S 来的光在p 1的半反射⾯上被分成反射光(1)和透射光(2),两束光的强度近似相等。

光束(1)射向M 1镜,反射折回通过p 1;光束(2)通过p 2射向M 2镜,反射后再通过p 2射⾄p 1的半反射⾯处再次反射。

最后这两束相⼲光在空间相遇产⽣⼲涉。

⽤屏或眼睛在E 处可以观察到它们的⼲涉条纹。

p 2是为了消除光束(1)和光束(2)的光程不对称⽽设置的,它与p 1有相同的厚度和折射率,它补偿了(1)、(2)两光束的附加光程图1差,称为“补偿板”。

由于从M 2返回的光线在分光板p 1第⼆⾯上反射,使M 1附近形成⼀平⾏于M 1的虚像,因⽽光在迈克尔逊⼲涉仪中⾃M 1和M 2的反射,相当于⾃M 1和的反射。

由此可见,在迈克尔逊⼲涉仪中所产⽣的⼲涉与厚度为d 的空⽓膜所产⽣的⼲涉是等效的。

实验中采⽤不同的光源会形成不同的⼲涉情况,即有“定域⼲涉”和“⾮定域⼲涉”。

1.当光源为单⾊点光源时,它发出的光被p 1分为光强⼤致相同的两45'2M '2M图2束光(1)和(2),如图2所⽰。

其中光束(1)相当于从虚像发出,再经过M 1反射,成像于;光束(2)相当于从虚像发出,再经过反射成像于(是M 2关于p 1所成的像)。

因此,单⾊点光源经过迈克⽿孙⼲涉仪中两反射光,可看作是从和发出的两束相⼲光。

在观察屏上,于的连线所通过的程差为2d ,⽽在观察屏上其他点P 的程差为2dcosi (其中d 是与的距离,i 是光线对或的⼊射⾓)。

因⽽⼲涉条纹是以为圆⼼的⼀组同⼼圆,中⼼级次⾼,周围级次低。

迈克尔逊干涉仪的调节和使用

迈克尔逊干涉仪的调节和使用

实验仪器
观察屏
分光板
补偿板 全反镜
粗调手轮 细调手轮
水平调节螺丝 竖直调节螺丝
实验仪器
主尺
粗动手轮读数窗口
最后读数为:33.52246mm
微动手轮
迈克耳逊干涉仪的调节 (技能训练的重点)
1、光源的调节 放置好钠光灯使光源和分光板G1、补偿板G2及反射镜M2中心大致等高,且
三者连线大致垂直于M2镜。适当调节光源及扩束透镜的位置使得在E处视野可看 到均匀的亮斑。 2、等倾干涉条纹的调节 1)转动粗动手轮,尽量使M1、M2距分光板后表面的距离相等。
实验内容
调整迈克尔逊干涉仪 测钠光的波长
转动微动手轮观察干涉条纹的“冒出” 或“缩进”现象,记录干涉条纹“冒出” 或“缩进”50条相对应的M1反射镜的位置d,连续 测10组数据。自行设计数据表格。
数据处理
用逐差法处理数据,计算波长的不确定度,正确表 示实验结果。
优点: 保持了多次测量的优点,减少了随机误差。逐差法 计算简便,可随时“逐差验证”,及时发现数据规 律或错误数据。 适用条件: 要求自变量等间隔变化,函数关系为线性。
半个波长时,便有一个条纹涌出(淹没)。设涌出或淹没的条纹数N,则 λ=2Δd/N. 3、d增大时条纹变细变密,d减小时条纹变粗变疏。
实验原理
利用薄膜等倾干涉测波长
干涉图象中,随着d 的增大或减小,条纹从中 心“冒出”或向中心“缩入”。设M1移动d时, K的变化量为N则
d N
2
数出N个条纹对应的d,即可求出波长。
迈克尔逊干涉仪的调节和使 用
光学实验
主要内容
简介 实验目的 实验原理 实验仪器
实验内容 数据处理 注意事项
简介

迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验新的体会

迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验新的体会

迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验新的体会迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验新的体会导读:迈克尔逊干涉仪是一种独特的光学装置,广泛应用于干涉现象的研究和精密测量领域。

本文将从调节和使用迈克尔逊干涉仪的角度,介绍该装置的原理和实验过程,并分享我在进行实验时的新体会。

一、迈克尔逊干涉仪的原理与调节1. 原理概述迈克尔逊干涉仪是由美国物理学家阿尔伯特·A·迈克尔逊在19世纪末发明的,用于测量光的波长、光速等物理量。

其基本原理是通过将光束分为两路,经半反射镜反射后再次合并,形成干涉条纹。

通过测量和观察干涉条纹的变化,可以获取待测物体的信息。

2. 装置调节调节迈克尔逊干涉仪是进行实验的首要任务。

以下是一般调节步骤:(1)调节光路:确保光路的准直和平行性,可使用准直仪和平行光组合器来辅助。

(2)调节透镜:调整透镜位置和倾斜度,使光束聚焦到半反射镜上。

(3)控制反射镜:微调反射镜的倾斜度和角度,以获得清晰的干涉条纹。

3. 难点与解决方法在调节迈克尔逊干涉仪时,可能遇到以下难点:(1)光路调节困难:由于光的特性,光路的调节可能较为复杂。

可以通过使用辅助装置如准直仪和平行光组合器,来辅助调整光路。

(2)干涉条纹不清晰:干涉条纹的清晰度直接影响实验结果的准确性。

在调节过程中,需细致调整半反射镜的倾斜度和角度,以获得清晰的干涉条纹。

二、使用实验的新体会在进行迈克尔逊干涉仪的实验过程中,我深刻体会到了以下几点:1. 干涉现象的复杂性迈克尔逊干涉仪是一种高度精密的光学装置,其探究的是光的干涉现象。

通过调节和使用干涉仪,我才意识到干涉现象的复杂性。

干涉条纹的变化不仅受到光路的调节,还会受到环境中光的干扰等因素影响。

在实验中需要耐心和细心地进行调整,以确保实验结果的准确性。

2. 精密度与灵敏度的平衡在实验过程中,我发现迈克尔逊干涉仪的使用需要平衡精密度和灵敏度。

调节过程中,虽然可以通过细致调整获得更清晰的干涉条纹,但过分精细的调节可能会导致实验结果受到微小干扰的影响。

迈克尔逊干涉仪的调整和使用

迈克尔逊干涉仪的调整和使用

2 迈克尔逊干涉仪的调整和使用仪器简介迈克尔逊干涉仪是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷发明的分振幅法双光束干涉仪,其主要特点是两相干光束分得很开,且它们的光程差可通过移动一个反射镜(本实验采用此方法)或在一光路中加入一种介质来方便地改变,利用它可以测量微小长度及其变化,随着应用的需要,迈克尔逊干涉仪有多种多样的形式。

迈克尔逊干涉仪的结构如图,一个机械台面5固定在较重的铸铁底座2上,底座上有三个调节螺丝钉1,用来调节台面的水平。

在台面上装有螺距为1毫米的精密丝杆6,丝杆的一端与齿轮系统12相连接,转动手轮13或微调鼓轮15,都可使丝杆转动,从而使卡在丝杠上的平面镜M 2沿着导轨7移动。

M 2镜的位置及移动的距离可从装在台面左侧的毫米标尺(未画出)、读数窗11及微调鼓轮15上读出。

手轮和微调鼓轮圆周均被分成100小格,微调鼓轮每转一周,手轮就转过1格;手轮每转过一周(由读数窗读出),M 2镜就平移1毫米。

由此可见,三个位置读数时,最小刻度有如下关系:毫米标尺(直线)∶手轮(读数窗)∶微调鼓轮(刻度圆周)=104∶102∶1根据有效数字的特点,在微调鼓轮圆周上还可估读一位,即以毫米为单位记录M 2镜的位置时,应保留到10-5。

M 1镜是固定在镜台上的,M 1 、M 2两镜的后面各有三个螺丝钉4,可改变镜面倾斜度(实验中只调节M 1镜后的螺丝),M 1镜台下面还有一个水平微调螺丝和一个垂直微调螺丝,其松紧使镜台产生一极小的形变,从而可以对M 1镜的倾斜度作更精细的调节,G 1和G 2分别为分光板和补偿板。

M 1 、M 2和G 1的内表面都镀了银(便于反射光线,其中G 1的内表面为半反射面)。

在操作及测量读数时要注意:(1)分光板G 1、补偿板G 2和平面镜M 1(M 2)均成45°角,且已固定在基座上,调节时动作要轻,不得强扳。

(2)分光板G 1、补偿板G 2、平面镜M 1和平面镜M 2均为精密光学元件,必须保持清洁,切忌6精密丝杆(附标尺)11 读数窗 12 13 15 14 16触摸或拆卸,也不要擦拭光学表面。

实验 迈克尔逊干涉仪的调节和使用

实验 迈克尔逊干涉仪的调节和使用

实验迈克尔逊干涉仪的调节和使用迈克尔逊干涉仪是一种用于测量光波长或者光速的仪器。

它的原理是利用光的干涉现象,通过对干涉条纹的观察来确定光波长或光速。

在使用迈克尔逊干涉仪之前,需要对其进行调节和使用。

本文将介绍迈克尔逊干涉仪的调节和使用方法。

一、迈克尔逊干涉仪的构成迈克尔逊干涉仪由四个主要部分组成,包括光源、分束器、反射镜和接收屏。

其中,光源产生光线,分束器将光线分成两束,反射镜将光线反射并重新合并,接收屏上观察条纹以得到测量结果。

(一)调节分束器1、端口对准:将分束器的两个端口(输入端和输出端)对准迈克尔逊干涉仪的两个端口。

2、校正透镜:将透镜与分束器固定并利用透镜校正分束器的输出光斑。

3、调节分束比:通过微调分束器的输入端镜片的位置来调节分束比。

4、校准光路:检查光路是否正确,包括分束后光线是否平行、目标反射镜是否正对着分束器等等。

(二)调节反射镜1、调整反射镜位置:将反射镜置于正确的位置并垂直于光路。

2、确定反射面度数:通过原理图和求解器确定反射面的度数,比如60度。

3、调节反射镜倾斜度:利用半反射膜来调节反射镜的倾斜度,并通过角度计来检查反射镜是否平行于接收屏。

(三)调节光源1、选择光源:选择一款适合的光源。

2、调整灯丝位置:将灯丝调整到正确的位置,使其照亮整个系统。

3、调节灯丝亮度:通过增减电压来调节灯丝的亮度。

(四)调节接收屏1、确定焦距:通过调节接收屏的距离和位置,找出最合适的焦距。

2、校准位置:将接收屏和反射镜垂直,通过调节位置校准光路。

1、准备工作:确保所有部件都已经开始预热,光线已经稳定。

2、测量方法:打开光源,观察条纹的规律性,通过实验得到测量结果。

3、数据处理:将观察到的条纹照片拍摄下来,进行后续处理,包括调整对比度和亮度以及增加标尺等等。

四、注意事项1、留意温度:因为干涉仪精度较高,所以需要注意外部温度的影响。

2、留意光线:因为干涉仪只能使用单色光线,因此需要注意室内环境的影响。

迈克尔逊干涉仪的调整和使用

迈克尔逊干涉仪的调整和使用
迈克尔逊干涉仪的 调整和使用
物理实验中心
干涉条纹
`
主尺
粗动手轮 读数窗口
微动手轮
3 3. 5 2 2 4 6
读数为
3 3 . 5 2 2 4 6 mm
迈克尔逊干涉仪的调节
1.转动粗动手轮,移动反射镜M1 位于大约45毫米到50毫米之间, 将反射镜M2背后的两个螺钉放松,两个拉簧调节螺丝旋至调节范围 中间,即不很松又不很紧。
2.将激光器放在干涉仪左侧,调节激光管垂直于导轨,激光束射 向分光板G1的中心部位,这时在毛玻璃观察屏上就会出现两排光点。 转动激光管聚焦调节轮,使毛玻璃观察屏上呈现最细小的光点。 3.调节M2镜背后的两个螺钉,使两排光点中最亮的两个重合,此 时两个反射镜M1和M2大致互相垂直。 4.将透镜放在激光器与干涉仪之间,使激光束通过透镜照射到分 光板上,这时在毛玻璃观察屏上就会出现干涉条纹。否则,重新进 行步骤2、3的调节。

3.为避免螺旋空转引入误差,在测量前必须调整 零点:使微动手轮和粗动手轮转动方向保持一致,将 微动手轮转至零刻线,并转动粗动手轮对齐读数窗口 中的某一刻度线。调整好零点后,应将微动手轮按调 整零点的方向转动,直到干涉条纹开始均匀变化时, 再沿同一方向转动微动手轮进行单向测量。 4.眼睛不能对着激光束直视。
5.在毛玻璃观察屏上出现干涉条纹的基础上,再仔细调节两个拉 簧螺丝,直到能看到位置适中、清晰的圆环状的干涉条纹。轻轻转 动粗动手轮和微动手轮,可观察到干涉圆环的“吞进”和“吐出”。
注意事项
1.迈克尔逊干涉仪是非常精密的光学仪器,操作 时不能急躁;绝对不许用手触摸各光学元件,也不许 用任何东西擦拭。 2.可在导轨上移动的反射镜M1背后的两个螺钉不 能动。

迈克尔逊干涉仪的调整与应用

迈克尔逊干涉仪的调整与应用

(迈克尔逊干涉仪的调整与应用)由于迈克尔逊干涉仪的传动装置为齿轮和螺杆,齿轮螺杆间不能卡的太紧,即存在间隙(空程)。

如向一方向转动微调鼓轮,进行测量,刚开始反射镜______,两读数之差是否是反射镜移动的距离?______;如转几圈微调鼓轮后,直到干涉条纹开始移动,再进行测量的两读数之差是否是反射镜移动的距离?______。

答案1:会不动,不是;是答案2:会同步移动,是;不是答案3:会不动,是;不是答案4:会同步移动,不是;是正确答案为你做的答案为:4 (迈克尔逊干涉仪的调整与应用)迈克尔逊干涉仪上的毫米标尺、手轮和微调鼓轮三个位置的读数关系是______;如微调鼓轮每转一周,反射镜M2就平移______毫米。

答案1:毫米标尺(直线)∶手轮(读数窗)∶微调鼓轮(刻度圆周)=104∶102∶1;0.01mm 答案2:毫米标尺(直线)∶手轮(读数窗)∶微调鼓轮(刻度圆周)=102∶10∶1;1mm 答案3:毫米标尺(直线)∶手轮(读数窗)∶微调鼓轮(刻度圆周)=102∶10∶1;0.1mm 答案4:毫米标尺(直线)∶手轮(读数窗)∶微调鼓轮(刻度圆周)=104∶102∶1;0.001mm正确答案为你做的答案为:1答案1:100;M1答案2:50;M1答案3:100;M2答案4:50;M2正确答案为你做的答案为:3答案1:3;M2答案2:3;M1答案3:2;M2答案4:2;M1正确答案为你做的答案为:2 (迈克尔逊干涉仪的调整与应用)迈克尔逊干涉仪上的微调鼓轮每转一周,手轮就转过1格;手轮转1格,反射镜就平移______毫米;如微调鼓轮每转1格,反射镜就平移______毫米。

答案1:0.1mm;0.001mm答案2:0. 1mm;0.01mm答案3:0.01mm;0.0001mm答案4:1mm;0.01mm正确答案为你做的答案为:3(迈克尔逊干涉仪的调整与应用)由于迈克尔逊干涉仪的传动装置为齿轮和螺杆,齿轮螺杆间不能卡的太紧,即存在间隙(空程)。

实验八 迈克尔逊干涉仪的调节和使用

实验八  迈克尔逊干涉仪的调节和使用

实验八迈克尔逊干涉仪的调节和使用【实验目的】1.掌握迈克尔逊干涉仪的调节和使用方法;2.调节和观察迈克尔逊干涉仪产生的干涉图,加深对各种干涉条纹特点的理解。

【实验仪器和设备】迈克尔逊干涉仪、He~Ne激光器、扩束镜、小孔光阑、白炽灯、毛玻璃显示屏。

【实验原理】一、迈克尔逊干涉仪简介迈克尔逊干涉仪是一百多年前,物理学家迈克尔逊为了要测量“以太风”而设计出来的一种精密测长仪器,它是用“光的分振幅法”,将一束光分成两束相干光,经过分得很开的路径以后重新相遇而干涉的原理制成的。

由于仪器设计得巧妙,用途广泛,测量长度精密准确,为当时空前启后的发明,从而迈克尔逊获得1907年的诺贝尔奖。

实验室最常用的迈克尔逊干涉仪其原理图和结构图如图1所示。

[1]底座[2]水平调节螺钉脚[3]导轨架[4]丝杆[5]拖板[6]动镜M1[7]调节螺钉(3只)[8]定镜M2[9]调节螺钉[10]水平拉簧螺钉[11]垂直拉簧螺钉[12]分光板P1[13]补偿板P2[14]粗调手轮[15]读数窗口[16]微调手轮[17]米尺[18]支架杆和夹紧螺丝[19]显示屏M1和M2是在互相垂直的两臂上旋转的两个平面反射镜,其背面各有三个调节螺旋,用来调节镜面的方位;M2是固定的,M1由精密丝杆控制,可向臂轴前后移动,其移动距离由转盘读出。

仪器前方粗动手轮值为10-2mm,右侧微动手轮的分度值为10-4mm,可估读至10-5mm,两个读数手轮属于蜗轮蜗杆传动系统。

在两臂轴相交处,有一与两臂轴各成45°的平行平面玻璃板P1 ,且在P1的第二平面是镀以半透(半反射)膜,以便将入射光分成振幅近似相等的反射光1和透射光2,故P1板又称为分光板。

P2也是一平行平面玻璃板,与P1平行放置,厚度和折射率均与P1相同。

由于它补偿了1和2之间附加的光程差,故称为补偿板。

从扩展光源S 射来的光,到达分光板P 1后被分成两部分,反射光1在P 1处反射后向着M 1前进;透射光2透过P 1后向着M 2前进,这两列光波分别在M 1、M 2上反射后逆着各自的入射方向返回,最后都到达E 处,既然这两列光波来自光源上同一点,因而是相干光,在E 处的观察者都能看到干涉图样。

迈克尔逊干涉仪的调节和使用(正式报告)

迈克尔逊干涉仪的调节和使用(正式报告)

迈克尔逊干涉仪的调节和使用(正式报告)首先,调节迈克尔逊干涉仪的光源。

一般来说,我们可以使用激光作为光源,因为激光具有单色性和相干性,这有助于获得更清晰的干涉图案。

但是在实验过程中,也可以使用其他光源,只需确保光线的单色性。

接下来,调节迈克尔逊干涉仪的反射镜。

迈克尔逊干涉仪由两个反射镜组成,一个称为固定镜,另一个称为移动镜。

首先,将干涉仪的移动镜移到极端位置,以确保光线可以正常通过反射镜。

然后,在通过逐渐调节移动镜的位置,使得光线尽量垂直反射镜并回到入射方向。

然后,调节迈克尔逊干涉仪的分束镜。

分束镜是将一束光线分为两束的关键部分。

在调节分束镜时,我们需要将光线分成两束,并使其传播的路径相等。

要做到这一点,首先将一个探测器放在一个路径上,然后调整分束镜的位置,使得两束光线能够同时到达该探测器。

在进行实验之前,我们还需要调节探测器。

探测器主要用于检测通过干涉仪的光的干涉图案。

我们需要将探测器调整到最佳位置,以获得清晰的干涉条纹。

通常,探测器会发出一个高频声音,当干涉图案最清晰时,声音会最大。

因此,我们可以通过听觉判断探测器是否被正确调节。

最后,在进行实验时,我们需要注意避免干扰因素。

迈克尔逊干涉仪对环境的稳定性要求较高,应尽量避免振动、温度变化和空气流动等干扰因素。

此外,还需要保持实验室的洁净度,以防止灰尘等杂质影响干涉图案的清晰度。

在实验过程中,还可以通过调整迈克尔逊干涉仪的参数来观察不同的干涉效果。

例如,改变移动镜的位置可以改变干涉条纹的位置和宽度。

调整反射镜的角度也可以改变干涉图案的形状。

通过不断调整这些参数,我们可以得到更多有关光的干涉现象的信息。

综上所述,迈克尔逊干涉仪的调节和使用是实验中非常重要的一步。

通过正确地调节光源、反射镜、分束镜和探测器,以及注意避免干扰因素,我们可以获得准确且清晰的干涉图案,从而得到有关光的干涉现象的有价值的结果。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

4.1迈克尔逊干涉仪调节与应用迈克尔逊干涉仪是一种典型的分振幅的双光束干涉装置。

它是较理想的教学仪器,可以用来研究多种干涉现象,并可进行较精密的测量。

同时它又是近代干涉装置的原型。

一、实验目的要求1.了解迈克尔逊干涉仪的结构、掌握其调节使用的方法。

2.通过实验考察等倾干涉、等厚干涉形成的条件、花纹特点、变化规律及相互间的区别,加深对干涉理论的理解。

3.利用迈克尔逊干涉仪测钠光波长和钠光双线波长差。

4.观测等厚干涉条纹和钠光源的相干长度。

二、仪器用具迈克尔逊干涉仪,钠光灯,带有小孔的光屏。

三、实验原理(一)迈克尔逊干涉仪光路迈克尔逊干涉仪是一种分振幅双光束的干涉仪。

图一是迈克尔逊干涉仪的光路图,从扩展光源S 射来的光,到达平行平面板1G 上(此板后表面是镀有半反射膜,镀有铬)后分成两部分,反射光l 在1G 处反射后向着1M 前进,透射光2透过1G 后向着2M 前进,这两列光分别在1M 和2M 上反射后逆着各自的入射方向返回,最后都到达E 处,既然这两列光波来自光源上同一点O ,所以是相干光,因而眼睛在E 处可观察到干涉条纹,2G 是补偿板,其材料和厚度与1G 相同,是为了保证两束光在玻璃中光程相等而设置的。

由于光在分光板1G 的第二面上反射,使2M 在1M 附近形成一平行1M 的虚像M'2,因而光在迈克尔逊干涉仪中自1M 和2M 的反射,相当于自1M 和2M '的反射,所以在迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉与厚度为d 的空气膜所产生的干涉是等效的。

另外,反射镜2M 是固定不动的,1M 可在精密导轨上前后移动,从而改变反射光1和透射光2两光束之间的光程差。

精密导轨与1G 成45°角。

为了使光束1与导轨平行,光源应垂直导轨方向射向迈克尔逊干涉仪。

(二)干涉花纹的图样M 2反射镜2分光镜补偿片SdM '2M 1反射镜1图一四、实验内容方法练习一用迈克尔逊干涉仪测定钠光波长当1M 与2M '相互平行时,所得图样为等倾干涉,干涉条纹的形状,决定于具有相同入射角的光,在垂直于观察方向的平面上光的分布轨迹,如图二所示,在垂直观察方向的光源平面S 上,自O 点为中心的圆周上各点发出的光具有相同的倾角k i ,如果在L 处放一会聚透镜,在透镜焦平面上放一光屏p ,则在屏上可以看到一组同心圆环。

干涉条纹的位置取决于光程差,只要光程差有微小的变化,就可以明显地看出条纹的移动。

而1M 和2M '两反射光波的光程差为2cos ∆=k d i (1)其中K i 为人射光在平面镜上的入射角,对于第K 级亮条纹则有2cos =k d i k λ(2)而干涉条纹级别以圆心为最高,这时=k i 2∆==d k λ(3)当移动1M 使d 增加时,圆心的级别就越来越高,可以看到环形条纹一个个从中心“冒出来。

反之,当d 减小时,环形条纹向中心一个个“缩”进去。

每“冒”出或“缩”进一个条纹,d 就增加或减少2λ,所以只要数出冒出或缩入的条纹数,即可得到平面镜1M ,以波长λ为单位而移动的距离。

显然,若有N 个条纹从中心冒出时则表明1M 相对于2M '移远了Δd 。

dk-1k S’M '2SOP 1L 图二2d N λ∆=⋅(4)反之,若有N 个条纹缩入时,则表明1M 相对于2M '移近了同样的距离。

因而,精确地测出1M 移动的距离Δd ,就可以由(4)式,计算入射光波的波长λ。

实验步骤和要求:1.仔细阅读实验讲义中迈克尔逊干涉仪的结构原理和调节方法与注意事项。

2.点亮钠光灯,使之照射在S 前的毛玻璃屏上,造成均匀扩展光源,以便加强条纹的亮度,在毛玻璃屏与分光板1G 之间放一带小孔的光屏,在E 处进行观察(参考图一)如果仪器未调整好,即1M 与2M '不平行,则在视场中看到的是小孔的双影,此时必须细心调2M '(或1M )镜背后的三个螺旋,以改变2M (或1M )镜的方位,直到双影在水平方向和铅垂方向完全重合。

一般情况,取去小孔光屏,即可看到干涉条纹,然后轻轻调节2M 镜旁的微调螺旋使条纹成圆环形。

而且当眼睛上下左右移动时各圆大小不变,仅仅是圆心随眼睛移动,这时我们看到的是等倾干涉条纹。

3.按仪器调整中应注意的方法,正确将手柄搬到“合”的位置,旋转微动手轮开始进行计数。

首先记录1M 镜最初位置1d (读数为:干涉仪左边毫米尺上毫米刻度的整数部分加仪器正面刻度盘精确到0.01毫米的小数部分加仪器右侧微动手轮精确到0.0001毫米的小数部分和0.00001位的估读数)。

然后轻轻旋转微动手轮数到条纹冒出(或缩进)100个时,停止旋转,再记录1M 镜位置2d ,则21d d d =-为100个条纹M 1镜的移动距离,最后代人公式(4)计算出钠光波的波长。

数据记录及处理:4.重复上述步骤五次,取其平均值λ,并计算测量误差,最后将测得波长表示为λλλ=±∆,并与理论值比较,计算其相对误差。

练习二利用圆形条纹测钠光D 双线的波长差以钠光灯作为光源,当2M 与2M '镜相互平行时,得到明暗相间的圆形干涉条纹。

因为钠光源包含有波长差λ很小的两种波长1λ和2λ因而会有这种现象,当两列相干波的光程差恰为1λ整数倍,而同时又为2λ的半整数倍时,有:1122(12)∆==+K K λλ(5)即当1λ光波生成亮环的地方,恰好是2λ光波生成暗环的地方。

如果这两列光波强度相等,则由定义,在这些地方条纹的视见度为零。

从某一视见度为零到相邻的下一次视见度为零,恰好是一种波长的亮条纹和另一种波长的暗条纹颠倒。

即如果第一次视见度为零时1λ为亮条纹,那么第二次它即为暗条纹。

也就是光程差的变化∆对1λ是半个波长的奇数倍,同时对2λ也是半个波长的奇数倍。

又因这个奇数是相邻的故得:12(2)∆==+KK λλ(6)式中K 为奇数,由此得:12122-==∆K λλλλ所以:21212∆=-=≈∆∆λλλλλλ(7)对于视场中心来说,设M 1镜在相继两次视见度为零时移过∆d ,则由此而引起的光程差的变化∆应等于2∆d ,所以22∆=∆dλλ(8)只要知道两波长平均值λ和1M 镜移动的距离d ∆,就可以求出两波长的波长差λ∆。

(钠光双线的平均波长589.3=nm λ)数据记录及处理:λ实验步骤和要求:1.调好圆形条纹,缓慢移动1M 镜,使视场中心视见度为最小,记下1M 镜的位置1d ,再沿原来的方向移动1M 镜,直到相邻的一个视见度为最小时记下1M 镜位置2d ,即得两相邻视见度为零时1M 镜移动距离21d d d ∆=-2.按上述步骤重复三次,求得d ∆的平均值,代入公式(8)计算钠光D 双线波长差λ∆(λ取589.3nm )。

**练习三观测等厚干涉条纹和钠光源的相干长度(选作)1.移动1M 镜,使1M 镜与2M '镜大致重合,调2M 的三个微调螺旋使1M 和2M '有一个很小的角度,视场中出现直线干涉条纹,干涉条纹间距与夹角成反比,夹角太大,条纹变得很密以至于观察不到条纹。

将条纹间距取1毫米左右,移动1M 镜观察条纹由弯曲变直再变弯曲的过程。

2.在干涉条纹变直的位置上,取去钠光灯换白炽灯,缓慢地移动1M 镜,在某位置可观察到彩色直条纹,条纹中心就是1M 和2M '镜的交线。

记录此时1M 镜位置d 0由于白光的干涉条纹只有数条,所以必须耐心调节才能观察到,如果1M 镜移动过快,条纹一晃而过不易看到。

3.在上述情况下,换钠光灯,旋转粗动手轮。

使1M 镜沿d 增加的方向移动,并注意观察,直至干涉现象不存在为止,记下此时1M 镜的位置d ,则相干长度02()m L d d =-。

五、问题,思考题1.比较He —Ne 激光加扩束器产生的同心圆条纹与钠灯加毛玻璃做光源、在迈克尔逊干涉仪上产生的等倾干涉条纹有何区别?2.如何由干涉条纹的疏密变化、条纹的“冒”出或“陷”进来判断2M '与1M 的间距d 的大小及1M 在2M '前后的位置?3.为什么用眼睛观察等倾干涉条纹时,干涉条纹的中心会随眼睛平移,而干涉条纹的直径不变?4.如何在迈克尔逊干涉仪上调出等厚干涉条纹?六、知识拓展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。

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尔逊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尔逊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,应用迈克尔逊干涉仪原理的基本构想也已经被提出。

迈克尔逊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。

迈克尔逊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。

相关文档
最新文档