迈克尔逊干涉及其应用
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。
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C1，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C2，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C3，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C1、C2各读得2位数字、从C3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。
可见仪器对位移量的测定精度可达十万分之一毫米，是一种图2 关于M1位置读数值的组成方法非常精密的仪器。
务必精细操作，否则很容易造成仪器的损坏！3.2 迈克耳孙干涉仪的原理迈克尔逊干涉仪是利用分振幅法产生的双光束干涉，其光路图如图3所示。
4.1迈克尔逊干涉仪调节与应用
N
λ
=
2Δ d N
1
2
3
4
5 平均
4．重复上述步骤五次，取其平均值 ，并计算测量误差，最后将测得波长表示为 , 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
M
2
与
M
2
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 很小的两种波长 1 和 2 因而会有这种现象，当两列相干波的光程差
光分别在 M1 和 M2 上反射后逆着各自
的入射方向返回，最后都到达 E 处，既
M2
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
d
M1
反射镜 1
干涉条纹，G2 是补偿板，其材料和厚度 与 G1 相同，是为了保证两束光在玻璃中
光程相等而设置的。 S
由于光在分光板 G1 的第二面上反 射，使 M 2 在 M1 附近形成一平行 M1 的
度，在毛玻璃屏与分光板 G1 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 M1 与 M 2 不平行，则在视场中看到的是小孔的双影，此时必须细心调 M 2（或 M1 )镜背后的三个螺旋，以改变 M 2 （或 M1 ）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 M 2 镜旁的微调螺
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 M1 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 M1 镜，在某位置可
观察到彩色直条纹，条纹中心就是
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 '。
迈克尔孙干涉仪的原理与应用
迈克尔孙干涉仪的原理与应用1. 引言迈克尔孙干涉仪是一种常见的干涉测量仪器，广泛应用于光学领域和物理实验室中。
它利用干涉现象来测量光的相位差，从而实现对介质折射率的测量、光程差的计算和表面形貌的研究等。
2. 原理迈克尔孙干涉仪的原理基于干涉现象和Michelson干涉仪的设计。
它由一个光源、分束器、样品光路和参考光路组成。
2.1 干涉现象干涉是指两束或多束相干光波相遇时，互相叠加形成干涉条纹的现象。
干涉现象的产生需要符合相干条件，即光源发出的光波具有相干性。
2.2 Michelson干涉仪设计Michelson干涉仪是由一个光源、分束器、样品光路和参考光路组成。
光源发出的光经过分束器分为两束光，一束通过样品光路，另一束通过参考光路。
两束光重新相遇，在干涉仪的输出端口形成干涉条纹。
3. 迈克尔孙干涉仪的构造迈克尔孙干涉仪在Michelson干涉仪的基础上进行了改进，主要是增加了一块玻璃片作为样品。
样品在光路中引入一个附加的光程差，从而改变干涉条纹的特性。
3.1 分束器分束器是将来自光源的光分为两束的装置。
常见的分束器包括玻璃板分束器和波导器。
3.2 样品样品是在样品光路中引入光程差的元件。
常见的样品包括玻璃片、薄膜和涂层等。
3.3 干涉条纹干涉条纹是迈克尔孙干涉仪中观察到的光强分布形式。
它由干涉光波的叠加形成，可通过干涉仪的输出端口观察到。
4. 应用迈克尔孙干涉仪具有广泛的应用领域，如下所示：4.1 介质折射率测量通过调节样品光路中的样品厚度或折射率，可以测量样品的折射率。
4.2 光程差计算利用干涉条纹的变化可计算光程差，从而实现对光路长度的测量。
4.3 表面形貌研究通过观察干涉条纹的变化，可以研究材料的表面形貌和薄膜的厚度分布等。
4.4 光学实验教学迈克尔孙干涉仪作为一种常见的光学实验仪器，广泛用于光学实验教学中，帮助学生理解和掌握光的干涉现象。
5. 结论迈克尔孙干涉仪是一种重要的干涉测量仪器，它利用干涉条纹的形成来测量光学参数和研究材料的表面形貌。
迈克尔逊干涉仪用途
迈克尔逊干涉仪用途迈克尔逊干涉仪是一种光学仪器，用于测量干涉现象以及测量光速、介质折射率等光学参数。
它由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊于1881年发明，是一种基于干涉现象的实验装置。
迈克尔逊干涉仪主要由光源、反射镜、半透镜、反射镜等光学元件组成。
迈克尔逊干涉仪的主要用途是测量光速。
根据迈克尔逊干涉仪的原理，当具有一定相位差的两束光经过半透镜射到分束器上后，会被分成两束互相垂直并发生干涉的光束。
如果其中一束光经过微小的长度差，例如由于地球的自转导致测量方向的光程差发生变化，就会导致干涉环的移动。
通过观察干涉环的移动情况，可以计算出由于光速变化引起的干涉环的移动量，并进而计算出光速的值。
迈克尔逊干涉仪还可以用于测量介质的折射率。
在测量过程中，可以将待测介质放置在其中一条光束的路径上。
根据杨氏双缝干涉的原理，通过观察干涉环的移动情况，可以推导出介质的折射率。
此外，迈克尔逊干涉仪还可以应用于光学元件的质量检验和表面形貌的测量。
通过观察干涉图案的变化，可以分析光学元件的表面形貌和光学性能。
例如，在制造反射镜时，可以使用迈克尔逊干涉仪检测反射镜的表面平整度和波前畸变，从而保证反射镜在光学系统中的性能。
此外，迈克尔逊干涉仪还广泛应用于科学研究领域。
例如，迈克尔逊干涉仪可以用于测量微小物体的长度、密度等物理参数，也可以用于测量光学元件的厚度和介质的分布情况。
迈克尔逊干涉仪还可以用于研究光的相干性和干涉现象，以及进行光学实验和教学。
值得一提的是，迈克尔逊干涉仪在20世纪初被用于测量爆炸引起的空气震荡的波长和频率，以及测量大气密度和声速的变化。
这些测量对于了解爆炸物的特性和爆炸波在大气中的传播具有重要意义。
综上所述，迈克尔逊干涉仪主要用于测量光速、介质折射率和光学元件的质量检验，也被广泛应用于科学研究、教学和光学实验等领域。
它的应用范围十分广泛，对于研究光学现象和测量光学参数具有重要的意义。
迈克尔逊干涉仪的原理与应用
迈克尔逊干涉仪的原理与应用在大学物理实验中，使用的是传统迈克尔逊干涉仪，其常见的实验内容是：观察等倾干涉条纹，观察等厚干涉条纹，测量激光或钠光的波长，测量钠光的双线波长差，测量玻璃的厚度或折射率等。
由于迈克尔逊干涉仪的调节具有一定的难度，人工计数又比较枯燥，所以为了激发学生的实验兴趣，增加学生的科学知识，开阔其思路，建议在课时允许的条件下，向学生多介绍一些迈克尔逊干涉仪的应用知识。
这也是绝大多数学生的要求。
下面就向大家介绍一些利用迈克尔逊干涉仪及其原理进行的测量。
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[11-14]；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。
He-Ne激光器的激光通过扩束和准直后射向分束镜,参考光和物光分别由反射镜和晶体表面反射,两束光在重叠区的干涉条纹通过物镜成像,该像用摄像机和录像机进行观察和记录.滤膜用于平衡参考光和物光的强度.纳米量级位移的测量：将迈克尔逊型激光干涉测量技术应用于环规的测量中。
采用633nm稳频的He-Ne激光波长作为测量基准，采用干涉条纹计数，用静态光电显微镜作为环规端面瞄准装置，对环规进行非接触、绝对测量，配以高精度的数字细分电路，使仪器分辨力达到5nm；静态光电显微镜作为传统的瞄准定位技术在该装置中得以充分利用，使其瞄准不确定度达到30nm；精密定位技术在该装置中也得到了很好的应用，利用压电陶瓷微小变动原理，配以高精度的控制系统，使其驱动步距达到5nm。
测振结构的设计原理用半导体激光器干涉仪对微振动进行测量时,用一弹性体与被测量（力或加速度)相互作用,使之产生微位移。
将这一变化引到动镜上来,就可以在屏上得到变化的干涉条纹,对等倾干涉来讲,也就是不断产生的条纹或不断消失的条纹。
由光敏元件将条纹变化转变为光电流的变化,经过电路处理可得到微振动的振幅和频率。
迈克尔逊干涉仪原理的应用
迈克尔逊干涉仪原理的应用1. 什么是迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是一种实验仪器，用于测量光的相位差。
它由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊在1887年发明，因而得名。
这种仪器利用光的干涉现象，通过观察干涉条纹的变化来测量光的相位差。
迈克尔逊干涉仪被广泛应用于光学测量、干涉光谱等领域。
2. 迈克尔逊干涉仪的工作原理迈克尔逊干涉仪的工作原理基于光的干涉现象。
它由一个光源、一个分束器、两个反射镜、一个合束器和一个接收器组成。
1.光源：迈克尔逊干涉仪通常使用激光作为光源，因为激光有良好的相干性。
2.分束器：分束器是一个半透明的镜片，它将光源发出的光束分成两束等强度的光束。
3.反射镜：迈克尔逊干涉仪有两个反射镜，分别被称为平面镜和倾斜镜。
平面镜将光束反射回分束器，而倾斜镜将光束反射到待测物体上。
4.合束器：合束器将待测物体上反射的光束和从分束器反射回来的光束重新合并到一起。
5.接收器：接收器用于检测合并后的光束的强度变化，通常使用光电二极管或干涉仪接收器。
通过调整倾斜镜的位置，可以改变光束在待测物体上的路径长度，从而观察到干涉条纹的变化。
3. 迈克尔逊干涉仪的应用迈克尔逊干涉仪在科学研究和工程领域有着广泛的应用。
3.1 光学测量迈克尔逊干涉仪可以用于测量光波的相位差，进而测量物体的表面形貌、折射率等参数。
通过分析干涉条纹的变化，可以实现亚微米级的测量精度。
3.2 光学干涉光谱迈克尔逊干涉仪可以用于测量光的频率和光谱分辨率。
通过调节倾斜镜的位置，改变光程差，可以观察到干涉条纹的移动。
根据干涉条纹的移动来计算光的频率和光谱宽度。
3.3 光学通信迈克尔逊干涉仪可以用于光信号的调制和解调。
通过调节倾斜镜的位置，控制光的相位差，实现光信号的调制。
同时，迈克尔逊干涉仪也可以用于解调接收到的光信号。
3.4 光学传感迈克尔逊干涉仪可以用于光学传感器的设计。
通过将待测物体放置在干涉仪的测量光路中，利用干涉条纹的变化来测量物体的参数，如温度、压力、应力等。
迈克尔孙干涉的原理与应用
迈克尔孙干涉的原理与应用1. 简介干涉是一种重要的光学现象，可用于研究光的波动性和粒子性。
迈克尔孙干涉是一种特殊的干涉现象，由迈克尔孙干涉仪实现。
本文将介绍迈克尔孙干涉的原理，同时探讨其在科学研究和工程应用中的实际应用。
2. 原理迈克尔孙干涉的原理基于干涉现象和干涉仪的工作原理。
干涉指的是两束或多束光的叠加，产生出一系列明暗交替的干涉条纹。
干涉仪则是一种用于实现干涉的光学仪器。
迈克尔孙干涉仪由一束分束器和一束合束器组成。
分束器将光分为两束，其中一束经过一块透明的光程差附件，另一束直接通过。
合束器将两束光重新合束，通过观察干涉条纹来研究光的性质。
干涉条纹的形成是因为存在光程差。
光程差是指光线在两个路径上传播所经历的路程差异。
当两束光重新合束时，如果它们的相位差为整数倍的2π，那么它们将相干叠加，形成亮条纹。
相位差为奇数倍的2π时，它们将相消干涉，形成暗条纹。
3. 应用迈克尔孙干涉在科学研究和工程应用中具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：3.1. 显微术迈克尔孙干涉在显微术中起着重要的作用。
通过观察和分析干涉条纹，可以测量物体的折射率、薄膜的厚度等。
这对于研究细胞结构、材料特性等具有重要意义。
因此，在生物学、材料科学等领域中广泛应用迈克尔孙干涉。
3.2. 光学元件表面检测迈克尔孙干涉可以用于光学元件表面质量检测。
通过观察干涉条纹的形貌，可以判断光学元件表面是否平整、光滑。
同时，还可以定量地测量表面的凹凸度、平整度等参数，对于生产工艺和产品质量控制具有重要意义。
3.3. 激光干涉测量迈克尔孙干涉可以应用于激光干涉测量中。
通过激光束的干涉，可以实现高精度的位移测量、形状测量等。
在工程测量中，激光干涉测量广泛应用于位移测量、表面形貌测量等领域。
3.4. 光学玻璃的热膨胀系数测量迈克尔孙干涉方法还可用于测量光学玻璃的热膨胀系数。
通过观察干涉条纹的变化，可以计算出光学玻璃在热变形过程中的膨胀系数，为光学元件的设计和应用提供参考。
迈克尔逊干涉仪及其应用
迈克尔逊干涉仪及其应用迈克尔逊干涉仪的应用迈克尔逊干涉仪是一种利用分振幅法实现干涉的精密光学仪器．自1881 年问世以来，迈克尔逊曾用它完成了三个著名的实验：否定“ 以太” 的迈克尔逊—莫雷实验；光谱精细结构和利用光波波长标定长度单位．迈克尔逊干涉仪结构简单、光路直观、精度高，其调整和使用具有典型性．根据迈克尔逊干涉仪的基本原理发展的各种精密仪器已广泛应用于生产和科研领域．【预习要求】1. 阅读实验十六，理解光的干涉、等倾干涉与等厚干涉 .2. 了解定域干涉与非定域干涉概念 .3. 了解迈克尔逊干涉仪的结构和使用 .【实验目的】1. 研究迈克尔逊干涉仪上各种光的干涉现象 .2. 了解迈克尔逊干涉仪的应用 .【实验仪器】迈克尔逊干涉仪，法布里－珀罗干涉仪，氦氖激光器，钠光灯，白炽灯，扩束镜【实验要求】1. 定域干涉与非定域干涉的研究（1）观察激光产生的定域干涉与非定域干涉；（2）粗略测定激光定域等倾干涉条纹和等厚干涉条纹的定域位置（精确到mm ）；（3）观察钠光产生的定域干涉与非定域干涉 .2. 钠光双线波长差与相干长度的测定（1）用迈克耳孙干涉仪测定钠光双线波长差；（2）用迈克耳孙干涉仪测定钠光相干长度；（3）用迈克耳孙干涉仪考察氦－氖激光的相干长度 .3. 钠光双线波长差的测定与考察补偿板的作用（1）用迈克耳孙干涉仪测定钠光双线波长差；（2）用法布里－珀罗干涉仪测定钠光双线波长差；（3）观察无补偿板的迈克耳孙干涉仪中条纹的特点 .【实验提示】1. 如何获得点光源和面光源？如何测定干涉条纹的定域位置？2. 钠光包含中心波长分别为589.0nm 和589.6nm 的两条谱线，在迈克耳逊干涉仪中它的干涉条纹有什么特点？测波长差的公式；能用测出的波长差计算相干长度吗？测定光源相干长度的方法，实际可能达到的精度 .3. 钠光包含中心波长分别为589.0nm 和589.6nm 的两条谱线，在迈克耳逊干涉仪和法布里－珀罗干涉仪中它的干涉条纹各有什么特点？4. 迈克耳逊干涉仪中补偿板有哪些作用？5．考虑实际可能达到的精度，确定是否要用微动手轮，应如何安排测量次数，如何处理数据 .【设计报告要求】1 . 写明实验的目的和意义2 . 阐明实验原理和设计思路3 . 说明实验方法和测量方法的选择4 . 列出所用仪器和材料5 . 确定实验步骤6 . 设计数据记录表格7 . 确定实验数据的处理方法【思考题】1 . 什么是光的干涉现象？在干涉区域内一定会有条纹出现吗？2 . 什么是相干光？为什么面光源发出的光在一定区域内也能发生干涉？3 . 什么是定域干涉？什么是非定域干涉？它们分别在什么条件下发生？4 . 什么是等倾干涉？什么是等厚干涉？它们分别在什么条件下发生？5 . 白光的干涉条纹是白色的吗？6 . 什么是条纹的可见度？它与哪些因素有关？7 . 什么是光源的相干长度？什么是光源的相干时间？它们有什么关系？8 . 光在反射时什么条件下会发生半波损失？。
迈克尔逊干涉实验报告
迈克尔逊干涉实验报告迈克尔逊干涉实验报告迈克尔逊干涉实验是19世纪末由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊发明的一种实验方法，通过光的干涉现象，揭示了光的波动性质。
这个实验对于理解光的本质和光的传播速度的测量具有重要意义。
本文将介绍迈克尔逊干涉实验的原理、实验过程以及其在科学研究中的应用。
一、迈克尔逊干涉实验的原理迈克尔逊干涉实验基于光的干涉原理，即当两束光波相遇时，它们会产生干涉现象。
实验中使用的是一束激光光源，通过半透镜将光分成两束，分别射向两个反射镜。
其中一个反射镜固定不动，而另一个反射镜可以在水平方向上移动。
当两束光波经过反射后再次相遇时，它们会以不同的路径回到光源处。
如果两束光波的光程差是整数倍的波长，那么它们会相长干涉，产生明亮的干涉条纹。
反之，如果光程差是半个波长或其他非整数倍的波长，那么它们会相消干涉，产生暗亮交替的干涉条纹。
二、迈克尔逊干涉实验的过程在进行迈克尔逊干涉实验时，需要准备一些实验器材，如激光光源、分束器、反射镜、干涉条纹观测装置等。
首先，将激光光源对准分束器，使光线分成两束。
然后，将两束光线分别射向两个反射镜，其中一个反射镜固定不动，而另一个反射镜可以在水平方向上移动。
调整反射镜的位置，使得两束光线再次相遇时产生干涉现象。
观察干涉条纹的出现，可以通过调整反射镜的位置来改变光程差，进而改变干涉条纹的明暗程度。
通过观察干涉条纹的变化，可以测量光的传播速度以及其他光学性质。
三、迈克尔逊干涉实验的应用迈克尔逊干涉实验在科学研究中有广泛的应用。
首先，它被用于测量光的传播速度。
通过测量光程差的变化，结合光的频率，可以准确地计算出光的速度。
这对于验证光的传播速度是否恒定以及研究光的性质具有重要意义。
其次，迈克尔逊干涉实验还可以用于测量物体的长度或折射率。
通过调整反射镜的位置，使得干涉条纹的明暗程度发生变化，可以推导出物体的长度或折射率。
这在科学研究和工程领域中具有广泛的应用，如测量光学元件的尺寸和材料的折射率。
迈克尔逊干涉仪的原理与应用
迈克尔逊干涉仪的原理与应用迈克尔逊干涉仪是一种常见的光学仪器，它基于干涉现象，能够精确测量光的波长和长度。
这个仪器的原理和应用领域非常广泛，涉及到光学、物理学、精密测量等领域。
迈克尔逊干涉仪的原理非常简单，它由一个光源、半反射镜、全反射镜和光探测器组成。
光源发出一束光，经过半反射镜后分成两束光，一束光传播向全反射镜，另一束光则向另一个方向传播。
这两束光分别在全反射镜上反射后再次合并在一起。
当两束光重新相遇时，它们会产生干涉现象。
光的波长和全反射镜和光源之间的距离会影响干涉程度，从而可以通过测量干涉程度来得到光的波长和长度。
迈克尔逊干涉仪的应用非常广泛。
首先，它可以用来测量光的波长。
通过调整全反射镜和光源之间的距离，可以精确测量光的波长。
这对于光学研究和应用非常重要，可以帮助人们更好地理解和利用光的性质。
此外，迈克尔逊干涉仪还可以用来测量物体的长度。
在迈克尔逊干涉仪中，当全反射镜和光源之间的距离发生微小改变时，干涉程度也会发生变化。
通过测量干涉程度的变化，可以精确测量物体的长度。
这对于精密测量和精密加工技术非常重要，可以帮助人们制造更精确的产品。
除了上述应用之外，迈克尔逊干涉仪还可以用于其他领域。
例如，它可以用于测量光学元件的透明度和折射率。
通过调整全反射镜和光源之间的距离，可以测量光通过光学元件后的干涉程度，从而得到透明度和折射率的信息。
此外，迈克尔逊干涉仪还可以用于测量空气中的压力和湿度。
当光通过空气时，其折射率会受到压力和湿度的影响。
通过测量光的干涉程度，可以反推出空气中的压力和湿度。
这对于气象学和大气科学研究非常重要。
总之，迈克尔逊干涉仪是一种非常重要的光学仪器，它的原理和应用非常广泛。
通过测量干涉程度，可以精确测量光的波长和物体的长度。
此外，它还可以用于测量光学元件的透明度和折射率，以及空气中的压力和湿度。
这些应用对于光学研究、精密测量和科学研究都具有重要意义。
迈克尔逊干涉仪的调整和使用汇总
迈克尔逊干涉仪的调整和使用迈克尔逊干涉仪是迈克尔逊（1852-1931年）在上世纪后期提出的，利用分振幅法产生双光束以实现干涉的一种仪器。
迈克尔逊与其合作者曾用此仪器进行了三项著名的实验，即测量光速、标定米尺及推断光谱线精细结构。
迈克尔逊运用它进行了大量的反复的实验，动摇了经典物理的以太说，为相对论的提出奠定了实验基础。
该仪器设计精巧，用途广泛，不少其它干涉仪均由此派生出来，是许多近代干涉仪的原型。
迈克尔逊也因发明干涉仪和光速的测量而获得1907年的诺贝尔物理学奖。
直至今日，迈克尔逊干涉仪仍被广泛地应用于长度精密计量和光学平面的质量检验（可精确到十分之一波长左右）及高分辨率的光谱分析中。
[一]实验目的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，等厚干涉的条纹，并能区别定域干涉和非定域干涉。
3. 测定He-Ne 激光的波长。
[二]实验仪器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。
迈克尔逊干涉仪实验
迈克尔逊干涉仪实验迈克尔逊干涉仪实验的详细解读及其应用引言物理学中的实验是理论验证和探索科学规律的重要手段，而迈克尔逊干涉仪实验是一种经典的实验，在光学领域具有重要的应用。
本文将从定律到实验准备以及过程，详细解读迈克尔逊干涉仪实验，并探讨实验的应用以及在其他专业性角度的研究。
定律迈克尔逊干涉仪实验是基于光的干涉定律，该定律描述了当两束光波相遇时，它们的相对相位引起干涉图案的形成。
光的干涉过程可以通过两条路径（光程）中的相位差确定，其干涉效应可以通过干涉图案的明暗交替来观察到。
实验准备进行迈克尔逊干涉仪实验需要以下仪器和器材：1. 迈克尔逊干涉仪：迈克尔逊干涉仪由一个光源、一个半透明镜、两个平行的反射镜和一个接收屏幕组成。
光源可以是激光或单色光源，反射镜要求高反射率。
2. 平行光平台：用于确保光源的发出的光为平行光。
3. 光源调节器：常用的光源调节器有偏振片、ND滤光片等，用于控制光源的亮度和偏振。
4. 接收屏幕：用于接收干涉图案，可以是透明屏幕或摄像机。
实验过程1. 实验设置：将反射镜安装到迈克尔逊干涉仪上，确保光源斜射到半透明镜上，并将接收屏幕放置在相对的方向上。
确保干涉仪周围环境的光线尽可能暗，并避免震动和空气流动。
2. 初始调节：通过移动反射镜，使得两束光线从半透明镜上发出并反射到两个反射镜上，反射后再汇聚到半透明镜上。
移动反射镜，直到观察到干涉图案。
3. 干涉图案观察：通过调整反射镜的位置，可以改变光束的光程差，从而改变干涉图案的明暗。
观察干涉图案的变化并记录。
4. 相位差测量：通过微调反射镜，使得干涉图案上的某一暗纹达到最亮，然后观察需要移动反射镜的距离。
通过光的相位差公式，即可计算出暗纹所对应的相位差。
实验应用1. 测量光速：通过测量干涉图案上移动反射镜所需的距离和给定光源的波长，可以通过光速公式计算出光的速度。
2. 曲率测量：通过对不同曲率的反射面进行干涉实验，可以测量反射面的曲率半径和形状，进而研究光学元件的表面形貌。
迈克尔逊原理的应用
迈克尔逊原理的应用简介迈克尔逊原理是一种光学干涉实验原理，由美国物理学家迈克尔逊发现并命名。
该原理被广泛应用于测量光的波长、精密测距、干扰测量等领域。
本文将介绍迈克尔逊原理的基本原理及其常见应用。
迈克尔逊原理的基本原理迈克尔逊干涉仪是基于迈克尔逊原理设计的一种仪器。
迈克尔逊原理基于干涉的原理，将一束光分成两束光线，分别经过两条光路后再汇聚在一起，然后通过干涉来观察光的波长、干涉条纹等信息。
迈克尔逊干涉仪由以下几个主要部分组成： - 分束器：用于将一束光源分成两束光线。
- 反射镜：分束器将光线引向两个反射镜，然后反射回分束器。
- 探测器：用于测量干涉光的强度。
当两束光线再次汇聚时，如果它们的光程差为波长的整数倍，则会产生干涉现象，形成明暗条纹。
通过测量这些条纹的间距和位置，可以推导出光的波长、物体的距离以及其他相关信息。
迈克尔逊干涉仪的应用光的波长测量迈克尔逊干涉仪是光的波长测量的常用工具。
通过调节其中一个反射镜的位置，使得光程差为零，可以得到明亮的干涉条纹。
然后，通过移动测量平台，观察干涉条纹的移动，测量出条纹的位移，从而计算出光的波长。
光的波长测量在材料研究、光学器件设计等领域具有重要意义。
迈克尔逊干涉仪可以提供非常高精度的波长测量，广泛应用于光学研究实验室和工业实践中。
距离测量利用迈克尔逊原理，可以测量两个物体之间的距离，尤其适用于微小距离的测量。
通过将一个物体放置在其中一个反射镜上，将另一个物体放置在另一个反射镜上，通过观察干涉条纹的变化，可以计算出两个物体之间的距离。
距离测量在制造业的精密加工、测绘学、工程等领域具有广泛的应用。
迈克尔逊干涉仪可以提供高精度和高稳定性的距离测量结果，因此在这些领域中被广泛使用。
干涉测量迈克尔逊干涉仪还可以用于测量干涉现象，如干涉条纹的强度分布、干涉装置的相位差等。
通过观察干涉条纹的形状和变化，可以研究光的干涉特性，分析光学材料的性质以及材料表面的形态变化等。
浅谈迈克尔逊干涉仪的理论基础及应用
迈克尔逊干涉仪及其应用的研究摘要：在当今对光学日益加深的研究当中，迈克尔逊干涉仪及其变体在对光线和各种材料的检测和开发起着不容忽视的作用。
迈克尔逊干涉仪是最重要的一种干涉仪。
这一方面是由于它在物理学的发展中作出了重要贡献，因而闻名于世，另一方面则是它的应用广泛（在其基础上已发展出许多常用的干涉仪）。
而对我们来说，我们需要使迈克尔逊干涉仪更进一步的应用到实际生活中，更广泛切实的服务于我们的生活。
本文主要是对其基础理论的系统解说，拓展及其应用的一些浅显研究，还对其在谱线的精细结构的初步认识。
关键词：反射镜,干涉条纹,半反透膜,干涉图样；目录1 绪论.................................................................................................................... 错误！未定义书签。
2 迈克尔逊干涉仪 (2)1仪器的结构与特点 (2)2干涉条纹的分析 (3)3 利用迈克尔逊干涉仪测量波长 ............................................................... 错误！未定义书签。
1单色光波长的测定.................................. 错误！未定义书签。
4迈克尔逊干涉仪的应用. (6)1 精密测量长度或光波波长 (6)2 迈克尔逊-莫雷实验 (6)结束语 (8)致谢 (8)参考文献1绪论迈克尔逊干涉仪由于它的简便实用，在现在已经广泛应用到了各个实验室了，迈克尔逊干涉仪是迈克尔逊根据光学中的光线干涉原理精心制作的一种精密干涉仪。
这种干涉仪的点是有两个:1,分振幅;2双光束。
由于这种干涉仪的设计比较精细，理论简单.所以后来人根据克尔逊干涉仪的原理进行一系列的改进,派生出许许多多的其他干涉仪.迈克尔逊和他的助手曾经应用这种简便的光学干涉仪进行了三个著名的实验：1，迈克尔逊和莫雷的实验证明了以太不存在,更为爱因斯坦以后的相对论提供了实验依据；2，迈克尔逊通过实验发现了镉红线,并根据实验中的现象和自己得出的结论使长度单位实现了标准化；3，根据干涉条纹可见度随着光的波程长短变化的基本规律，推断出了光谱线的精细结构。
迈克尔逊干涉原理的应用
迈克尔逊干涉原理的应用概述迈克尔逊干涉原理是一种基于干涉现象的测量方法，由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊于1887年提出。
它利用干涉的原理，通过比较两束光的相位差来测量光的波长、光速、折射率等物理量。
迈克尔逊干涉原理被广泛应用于光学测量、激光技术、天文学等领域。
应用领域迈克尔逊干涉原理的应用非常广泛，下面将介绍其中几个常见的领域。
光学测量迈克尔逊干涉原理在光学测量中扮演着重要的角色。
通过利用迈克尔逊干涉仪测量光的干涉现象，可以精确测量光的波长、相速度和折射率等参数。
对于光学元件的质量控制、光学材料的研究等领域有着重要的应用。
激光技术激光技术是迈克尔逊干涉原理的重要应用之一。
利用迈克尔逊干涉仪可以精确测量激光器输出的波长和功率稳定性。
这对于激光器的设计、优化和校准都有着重要的意义。
激光干涉仪也被广泛应用于激光干涉测量、激光干涉光栅的制造等领域。
天文学迈克尔逊干涉仪是天文学研究中常用的仪器之一。
利用迈克尔逊干涉原理可以观测天体的形态、温度和速度分布等信息。
通过观测星际物体的干涉图案变化，可以推测出天体的性质和结构。
天文学家们通过迈克尔逊干涉仪的观测结果，得到了一系列重要的天文学发现。
光纤传感迈克尔逊干涉原理广泛应用于光纤传感系统中。
在光纤传感系统中，迈克尔逊干涉仪可以用来测量光纤的长度、应力、温度等物理量。
通过监测干涉图案的变化，可以获得被测物理量的信息。
光纤传感在工业监测、航天航空、油气开采等领域有着广泛的应用。
优势和局限性迈克尔逊干涉原理作为一种测量方法，具有一些优势和局限性需要注意。
优势迈克尔逊干涉原理具有以下几个优点： - 高测量精度：利用干涉的原理，迈克尔逊干涉仪可以实现非常高的测量精度。
这使得它成为精密测量以及科学研究中不可或缺的工具。
- 高温、高压条件下的测量：迈克尔逊干涉仪可以适应高温、高压等恶劣条件下的测量需求，同时保持较高的稳定性和精度。
- 非接触测量：迈克尔逊干涉仪可以实现非接触式测量，对被测物体不会产生损伤，适用于对材料的非破坏性检测。
实验报告 迈克尔逊干涉及技术应用
实验28 迈克尔逊干涉及技术应用【仪器设备】迈克尔逊干涉仪（PASCO-OS9255A ）,激光器等。
【原理概述】1、结构与光路干涉仪结构如图1，Beam Splitter 和Compensator Plate 是两块折射率和厚度都相同的平行平面玻璃板，分别称为分光镜和补偿镜。
分光镜的背面镀了一层半反射膜。
从激光源来的光线在这里分为强度相等的反射光和投射光，反射光射向Adjustable Mirror 透镜（M2），折射光射向Movable Mirror 透镜（M1）。
反射光经M2反射后再透过分光镜，投射在观察屏上，折射光经M1反射后再经分光镜反射投射到观察屏，投射至观察屏的两束光线都是分自同一光线，所以是相干的，可以产生干涉条纹。
这就是等倾干涉条纹。
图1 迈克尔逊干涉仪光程差计算：如图2，M 2′是平面镜 M 2 对分光镜半反射膜所成虚象，两相干光束 1、2好象是从 M 1和 M 2′构成的虚平行平板（虚空气层）上下表面反射。
因此光程差为：θθθθcos 2sin )tan 2(cos 2(h h hAE BC AB =-=-+=∆）（1）即： θc o s2h =∆ 其中θ是光线在镜面M 1（或M 2′）上的入射角或反射角，h 为M1镜和M2’镜之间的距离。
2、 干涉条纹迈克尔逊干涉仪的干涉条纹与M 1和M 2′构成的虚平行板产生的干涉条纹一样，M 2后有螺钉，用来调节方位。
调节M 1和M 2′精确地平行，就会看到等倾干涉圆环条纹。
补偿镜的作用是在平面反射镜M 1和M 2距分光镜半反射膜中心的距离相等时，使由M 1和M 2’反射回来的两束光有相等的光程，即两者均三次通过厚度和折射率均相同的平板玻璃。
只要两相关光束的几何程为零，对各种波长的光程差（不包括位相跃变的附加程差）均同样为零。
【实验内容一：用迈克尔逊干涉仪测量波长】M1和M2’平行时，出现等顷干涉圆环，M1每移动半个波长距离，视场中心就会出现（h 增大时）或消失（h 减小时）一个圆环，视场中心冒出或湮灭的圆环数目N 和M1镜移动距离l 之间的关系为：2/λN l = （2）于是可以利用标准长度，通过M1移动某标准长度l ，读出干涉条纹变动数N ，由（2）可以测得光源波长。
实验6-5 迈克尔逊干涉仪的原理与使用
实验6-5 迈克尔逊干涉仪的原理与使用大家好，今天我们来聊聊一个非常有趣的实验——迈克尔逊干涉仪。
这个实验可是物理学家们的最爱，因为它可以帮助我们研究光的性质哦！迈克尔逊干涉仪到底是个什么样子的呢？它又是如何工作的呢？就让我来给大家揭开这个神秘的面纱吧！让我们来看看迈克尔逊干涉仪长啥样。
它其实就是一个非常简单的装置，由一个光源、一个分束器、一个反射镜和一个合并器组成。
整个装置看起来就像一个大锅盖，上面有很多小孔。
这些小孔可不是用来煮东西的，而是用来让光线穿过的。
我们要了解一下迈克尔逊干涉仪的工作原理。
其实，迈克尔逊干涉仪的核心思想就是利用光的波动性来进行测量。
当光线通过两个狭缝后，它们会发生干涉现象。
如果两束光的相位差为整数个波长，那么它们就会相互增强，形成亮纹；如果相位差为奇数个波长，那么它们就会相互抵消，形成暗纹。
通过观察这些暗纹和亮纹的位置和数量，我们就可以得到光速的大小。
现在，我们来看一下如何使用迈克尔逊干涉仪进行测量。
我们需要将光源放在一个固定的位置，然后用分束器将光线分成两束。
接着，让一束光线沿着一条直线传播，另一束光线则绕着旋转镜旋转。
当这两束光线再次相遇时，它们就会发生干涉现象。
此时，我们可以通过观察暗纹和亮纹的位置来判断光速的大小。
要想让迈克尔逊干涉仪发挥出最佳的效果，还需要注意一些细节。
比如说，我们要确保狭缝的宽度足够小，以免影响光的传播；我们还要保持旋转镜的旋转速度稳定，以免出现误差。
我们还可以利用多个迈克尔逊干涉仪进行多次测量，从而提高测量的精度。
迈克尔逊干涉仪是一个非常有趣的实验装置，它可以帮助我们研究光的性质。
虽然它的原理可能有点复杂，但是只要我们仔细观察和操作，就一定能够掌握它的使用方法。
希望大家在学习这个实验的过程中，不仅能够感受到科学的魅力，还能够培养自己的动手能力和团队协作精神。
大家准备好了吗？让我们一起来探索光的世界吧！。
迈克尔孙干涉原理的应用
迈克尔孙干涉原理的应用1. 简介迈克尔孙干涉原理是迈克尔孙干涉仪工作原理的基础，迈克尔孙干涉仪是一种利用光的干涉现象进行测量的仪器。
迈克尔孙干涉原理的应用涵盖了光学测量、光学传感、光学显微镜以及光学通信等领域。
2. 光学测量•光栅测量：利用迈克尔孙干涉原理，可以实现对光栅的测量。
通过调整光路的运动，将参考光和反射光进行干涉，可以测量光栅的周期、深度等参数。
•表面形貌测量：迈克尔孙干涉原理可以用于表面形貌的测量，如平面度、表面粗糙度等。
光的干涉效应可以提供高精度的测量结果。
•著名的迈克尔孙干涉仪：迈克尔孙干涉仪是一种基于迈克尔孙干涉原理的测量仪器。
该仪器具有测量精度高、稳定性好等特点，广泛应用于科学研究和工程测量领域。
3. 光学传感•压力传感：利用迈克尔孙干涉原理，可以设计出一种基于光纤的压力传感器。
当压力发生变化时，光纤的长度也会发生微小变化，从而影响干涉效应，通过测量干涉光的变化，可以获取压力的信息。
•温度传感：类似于压力传感，利用光纤的热致折射率变化，可以设计出一种基于光纤的温度传感器。
通过测量光纤的干涉光的相位变化，可以得到温度的信息。
•生物传感：迈克尔孙干涉原理可以应用于生物传感。
例如，通过利用干涉仪来测量生物体内的细微振动或变形，可以实现对生物体传感的监测和测量。
4. 光学显微镜•振动测量：利用迈克尔孙干涉原理可以实现对微观振动的测量。
通过将参考光和反射光进行干涉，可以测量被测物体的微小振动，从而研究物体的动态特性。
•缺陷检测：迈克尔孙干涉原理在光学显微镜中的应用非常广泛，可以用于缺陷检测。
通过观察样品的干涉图样，可以快速、准确地检测出样品的缺陷情况。
•非接触测量：迈克尔孙干涉原理可以实现非接触式的测量，无需直接接触被测物体即可进行测量。
这对于一些敏感物体或不可触碰的物体非常重要。
5. 光学通信•光纤通信：迈克尔孙干涉原理在光纤通信中的应用非常重要。
通过利用迈克尔孙干涉原理，可以实现对光纤传输信号的测量和调整，保证光纤通信的质量。
迈克尔逊干涉仪的原理与应用
迈克尔逊干涉仪的原理与应用在大学物理实验中，使用的是传统迈克尔逊干涉仪，其常见的实验内容是：观察等倾干涉条纹，观察等厚干涉条纹，测量激光或钠光的波长，测量钠光的双线波长差，测量玻璃的厚度或折射率等。
由于迈克尔逊干涉仪的调节具有一定的难度，人工计数又比较枯燥，所以为了激发学生的实验兴趣，增加学生的科学知识，开阔其思路，建议在课时允许的条件下，向学生多介绍一些迈克尔逊干涉仪的应用知识。
这也是绝大多数学生的要求。
下面就向大家介绍一些利用迈克尔逊干涉仪及其原理进行的测量。
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[11-14]；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。
He-Ne激光器的激光通过扩束和准直后射向分束镜,参考光和物光分别由反射镜和晶体表面反射,两束光在重叠区的干涉条纹通过物镜成像,该像用摄像机和录像机进行观察和记录.滤膜用于平衡参考光和物光的强度.纳米量级位移的测量：将迈克尔逊型激光干涉测量技术应用于环规的测量中。
采用633nm稳频的He-Ne激光波长作为测量基准，采用干涉条纹计数，用静态光电显微镜作为环规端面瞄准装置，对环规进行非接触、绝对测量，配以高精度的数字细分电路，使仪器分辨力达到5nm；静态光电显微镜作为传统的瞄准定位技术在该装置中得以充分利用，使其瞄准不确定度达到30nm；精密定位技术在该装置中也得到了很好的应用，利用压电陶瓷微小变动原理，配以高精度的控制系统，使其驱动步距达到5nm。
测振结构的设计原理用半导体激光器干涉仪对微振动进行测量时,用一弹性体与被测量（力或加速度)相互作用,使之产生微位移。
将这一变化引到动镜上来,就可以在屏上得到变化的干涉条纹,对等倾干涉来讲,也就是不断产生的条纹或不断消失的条纹。
由光敏元件将条纹变化转变为光电流的变化,经过电路处理可得到微振动的振幅和频率。
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数据： Hale Waihona Puke 纹变化100 数100
100
100
100
测微螺旋 移动距离 （mm）
0.650
0.625
0.605
0.585
0.605
条纹变化 100
数
100
100
100
100
测微螺旋 移动距离 （mm）
0.575
0.565
0.567
0.570
0.634
条纹变化数为100时的平均移动距离：0.598mm 实验标准差：0.0914
Δp/mmHg 180 160 140 120 100 80 60 40 20
图像：
n 1.000153 1.000114 1.000085 1.000066 1.000047 1.000032 1.00002 1.000009 1.000002
【实验装置】 SGM-2型迈克尔逊干涉仪
写出精密干涉仪各部分名称：
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
【实验内容及数据处理】 1、 结合说明书，学习精密干涉仪的调节方法，用He-Ne激光器调节 出干涉条纹。 说明书请见试验报告附录 调节的得到的干涉条纹如下图：
2、 调节测微螺旋，测量使条纹变化100圈测微螺旋的移动距离
3、 测量空气的折射率 数据： 条纹变化数随气室压强的变化关系
N为不同气室压强差Δp下压力表指针归零后的干涉条纹的变 化数
Δp/mmHg
N
180
15
180
16
160
14
160
13
140
11
140
12
120
10
120
10
100
8
100
8
80
6
80
6
60
4
60
4
40
2
40
2
20
0.5
20
0.5
计算出不同p对应的折射率n: