13.5 迈克耳孙干涉仪解析
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告大家好，今天我要给大家分享一下我最近做的一次实验——迈克耳孙干涉仪的调节和使用。
这次实验可真是让我大开眼界，原来科学实验可以如此有趣！好了，废话不多说，让我们开始吧！我要给大家介绍一下迈克耳孙干涉仪是什么。
迈克耳孙干涉仪是一种利用光的干涉现象来测量物体长度的仪器。
它的主要原理是：当两束光波相遇时，如果它们的光程差相等，那么它们就会发生相长干涉；如果它们的光程差相差半个波长，那么它们就会发生相消干涉。
通过测量干涉条纹的形态和位置，我们就可以计算出物体的长度。
接下来，我要给大家讲解一下实验的具体步骤。
我们需要准备两台迈克耳孙干涉仪，一台作为基准仪，另一台作为待测仪。
然后，我们需要将待测仪放置在一个已知长度的标准尺上。
这时，我们就可以开始调节基准仪了。
具体方法是：用一个已知长度的标准尺放在待测仪和基准仪之间，然后调整基准仪的高度和角度，使得两台干涉仪的光程差为半个波长。
这样一来，干涉条纹就会出现在标准尺上。
接下来，我们只需要观察干涉条纹的位置和形态，就可以计算出待测仪的长度了。
在实验过程中，我遇到了一些有趣的问题。
比如说，当我第一次调整基准仪的时候，总是调不好。
后来我才发现，原来是我没有注意观察干涉条纹的变化。
原来，只有在干涉条纹稳定后，我们才能准确地测量出待测仪的长度。
这让我深刻地体会到了“熟能生巧”的道理。
我还发现了一个有趣的现象。
那就是，当我把待测仪移动到不同位置时，干涉条纹的位置和形态都会发生变化。
这让我想到了那句老话：“人生就像一场戏，每天都有新花样。
”在这个世界上，没有什么是一成不变的，我们要学会适应变化，才能不断地进步。
总的来说，这次迈克耳孙干涉仪的实验让我收获颇丰。
我不仅学会了如何调节和使用干涉仪，还体会到了科学实验的乐趣。
我相信，只要我们用心去探索，就一定能够揭开自然界的神秘面纱。
我要感谢我的老师和同学们的支持和帮助，是你们让我在这个实验中取得了成功。
迈克尔逊干涉仪,实验报告
迈克尔逊干涉仪,实验报告迈克尔孙干涉仪实验报告迈克耳孙干涉仪实验报告实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构及工作原理，掌握其调试方法2、学会观察非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉及光源的时间相干性，空间相干性等重要问题。
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。
从光源束光，在分束镜束1射出的半反射面发出的一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；光束2经过补偿板投向反射镜，反后投向反射镜，反射回来再穿过射回来再通过，在半反射面上反射。
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。
补偿板的材料和厚度都和分束镜相同，并且与分束镜平行放置，其作用是为了补偿反射光束1因在中往返两次所多走的光(来自: 写论文网:迈克尔逊干涉仪,实验报告)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如图2所示（图中没有绘出补偿板外，还可以看到镜经分束镜），观察者自点向镜看去，除直接看到镜的半反射面和反射的像。
这样，在观察者看来，两相干光束好象是由同一束光分别经涉仪所产生的干涉花样与形成时，只要考虑、、反射而来的。
因此从光学上来说，迈克尔逊干间的空气层所产生的干涉是一样的，在讨论干涉条纹的两个面和它们之间的空气层就可以了。
、和观察屏的相所以说，迈克尔逊干涉仪的干涉情况即干涉图像是由光源以及对配置来决定的。
(2) 等倾干涉图样的形成与单色光波长的测量当和镜垂直于镜时，与相互平行，相距为。
若光束以同一倾角入射在作垂直于光上，反射后形成1和两束相互平行的相干光，如图3所示。
过线。
因和之间为空气层，，则两光束的光程差为所以当固定时，由（1）式可以看出在倾角（1）相等的方向上两相干光束的光程差均相等。
由此可知，干涉条纹是一系列与不同倾角对应的同心圆形干涉条纹，称为等倾干涉条纹。
由于1、两列光波在无限远处才能相遇，因此，干涉条纹定域无限远处。
迈克耳孙干涉仪实验报告
迈克耳孙干涉仪实验报告
迈克耳孙干涉仪是一种用来观察光的干涉现象的仪器，它可以帮助我们理解光
的波动性质。
在本次实验中，我们使用了迈克耳孙干涉仪来观察光的干涉现象，并记录了实验数据进行分析。
首先，我们搭建了迈克耳孙干涉仪的实验装置，确保光源、透镜、分束镜、反
射镜等各部件的位置和角度都调整到最佳状态。
然后，我们使用白光作为光源，通过分束镜将光分成两束，分别通过不同的光程到达干涉仪的两个反射镜，最后再汇聚到屏幕上形成干涉条纹。
在实验过程中，我们发现了一些有趣的现象。
当我们微调其中一个反射镜的位
置时，干涉条纹的位置和形状都发生了变化。
这表明光波在不同路径上传播时会相互干涉，产生明暗条纹。
通过观察这些条纹的位置和间距，我们可以计算出光的波长和频率，这为我们研究光的性质提供了重要的依据。
此外，我们还发现了干涉条纹的颜色随着光源的改变而改变。
这说明不同波长
的光在干涉现象中会产生不同的效果，这也是我们研究光的波动性质时需要考虑的因素之一。
通过对实验数据的分析，我们得出了一些结论。
迈克耳孙干涉仪可以帮助我们
观察光的干涉现象，并且通过干涉条纹的位置和间距可以计算出光的波长和频率。
不同波长的光在干涉现象中会产生不同的效果，这为我们研究光的波动性质提供了重要的信息。
总的来说，本次实验让我们更加深入地了解了光的波动性质，迈克耳孙干涉仪
作为一种重要的光学仪器，可以帮助我们观察和研究光的干涉现象，为我们的科研工作提供了重要的支持。
希望通过今后的实验学习，我们能够进一步探索光的奥秘，为光学领域的发展做出更大的贡献。
迈克尔逊干涉仪原理
迈克尔逊干涉仪原理
迈克尔逊干涉仪原理是基于干涉现象的一种测量仪器。
它由一个光源、一个半透镜和一个分束器组成。
当光源发出的光经过半透镜后，光线会被分为两束，分别沿两条不同的路径传播。
其中一束光沿直线路径传播到一个反射镜上进行反射，然后回到分束器，另一束光则沿着一条长的光程传播到达另一个反射镜上进行反射，然后也回到分束器。
当两束光线重新合并时，它们会相互干涉，形成干涉条纹。
当两束光线的光程差为偶数倍波长时，它们会相长干涉，产生明纹；当光程差为奇数倍波长时，它们会相消干涉，产生暗纹。
通过观察干涉条纹的变化，可以推断出光程差的变化，从而测量出与之相关的物理参数，如光速、折射率等。
迈克尔逊干涉仪利用了光的波动性，通过干涉现象实现了非常精确的测量。
它在科学研究、精密仪器制造等领域有广泛的应用。
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告
实验十四迈克耳孙干涉仪的调节和使用之迟辟智美创作迈克耳孙干涉仪在近代物理学的发展中起过重要作用.19世纪末，迈克耳孙（A.A.Michelson）与其合作者曾用此仪器进行了“以太漂移”实验、标定米尺及推断光谱精细结构等三项著名的实验.第一项实验解决了那时关于“以太”的争论，并为爱因斯坦创建相对论提供了实验依据；第二项工作实现了长度单元的标准化.迈克耳孙发现镉红线（波长λ=643.84696nm）是一种理想的单色光源.可用它的波长作为米尺标准化的基准.他界说1m=1553164.13镉红线波长，精度到达10-9,这项工作对近代计量技术的发展作出了重要贡献；迈克耳孙研究了干涉条纹视见度随光程差变动的规律，并以此推断光谱线的精细结构.今天，迈克耳孙干涉仪已被更完善的现代干涉仪取代，但迈克耳孙干涉仪的基本结构仍然是许多现代干涉仪的基础.【实验目的与要求】1.学习迈克耳孙干涉仪的原理和调节方法.2.观察等倾干涉和等厚干涉图样.3.用迈克耳孙干涉仪测定He－Ne激光束的波长和钠光双线波长差.【实验仪器】迈克耳孙干涉仪，He－Ne激光束，钠光灯，扩束镜，毛玻璃迈克耳孙干涉仪是应用光的干涉原理，丈量长度或长度变动的精密的光学仪器，其光路图如图7-1所示.S-激光束；L-扩束镜；G1-分光板；G2-赔偿板；M1、M2-反射镜；E-观察屏.图7-1迈克耳孙干涉仪光路图从氦氖激光器发出的单色光s，经扩束镜L将光束扩束成一个理想的发散光束，该光束射到与光束成45˚倾斜的分光板G1上，G1的后概况镀有铝或银的半反射膜，光束被半反射膜分成强度年夜致相同的反射光(1)和(2).这两束光沿着分歧的方向射到两个平面镜M1和M2上，经两平面镜反射至G1后汇合在一起.仔细调节M1和M2，就可以在E处观察到干涉条纹.G2为赔偿板，其资料和厚度与G1相同，用以赔偿光束(2)的光程，使光束(2)与光束(1)在玻璃中走过的光程年夜致相等.迈克耳孙干涉仪的结构图如图7-2所示.两平面镜M1和M2放置在相互垂直的两臂上.其中平面镜M2是固定的，平面镜M1可在精密的导轨上前后移动，以便改变两光束的光程差，移动范围在0~100nm内.平面镜M1、M2的面前各有三个微调螺丝(图中的3、12)，用以改变平面镜M1、M2的角度.在平面镜M2的下端还附有两个相互垂直的拉簧螺丝10、11，可以细调平面镜M2的倾斜度.移动平面镜M1有两种方式：一是旋转粗调手轮7可以较快地移动M1：二是旋转微调鼓轮9可以微量移动M1(如果迈克耳孙干涉仪有紧固螺丝8，则在转动微调鼓轮前，先要拧紧紧固螺丝8，转动粗调手轮前必需松开紧固螺丝8，否则会损坏精密丝杆.若没有紧固螺丝，直接旋转微调鼓轮9则可微量移动M1).平面镜M1的位置读数由三部份组成：从导轨上读出毫米以上的值；从仪器窗口的刻度盘上读到0.01mm；在微入手轮上最小刻度值为0.0001mm，还可估读到0.0001mm的1/10.【实验原理】一、等倾干涉条纹等倾干涉条纹是迈克耳孙干涉仪所能发生的一种重要的干涉图样.如图7-1和图7-3所示，当M1和M2垂直时，像M'2是M2对半反射膜的虚象，其位置在M1附近.当所用光源为单色扩展光源时，我们在E处观察到的干涉条纹可以看作实反射镜M1和虚反射镜M'2所反射的光叠加而成的.设d为M1、M'2间的距离，θ为入射光束的入射角，θ'为折射角，由于M1、M'2间是空气层，折射率n=1，θ=θ'.当一束光入射到M1、M2镜面而分别反射出(1)、(2)两条光束时，由于(1)、(2)来自同一光束，是相干的，两光束的光程差δ为当d一按时，光程差δ随着入射角θ的变动而改变，同一倾角的各对应点的两反射光线都具有相同的光程差，这样的干涉，其光强分布由各光束的倾角决定，称为等倾干涉条纹.当用单色光入射时，我们在毛玻璃屏上观察到的是一组明暗相间的同心圆条纹，而干涉条纹的级次以圆心为最年夜(因δ=2dconθ=mλ，当d一按时，θ越小，conθ越年夜，m的级数也就越年夜).当d减小(即M1向M'2靠近)时，若我们跟踪观察某一圈条纹，将看到该干涉环变小，向中心收缩(因d变小，对某一圈条纹2dconθ坚持恒定，此时θ就要变小).每当d减小λ/2，干涉条纹就向中心消失一个.当M1与M'2接近时，条纹变粗变疏.当M1与M'2完全重合(即d=0)时，视场亮度均匀.当M1继续沿原方向前进时，d逐渐由零增加，将看到干涉条纹一个一个地从中心冒出来，每当d增加λ/2，就从中间冒出一个，随着d的增加，条纹重叠成模糊一片，图7-4暗示d变动时对干涉条纹的影响.二、丈量光波的波长在等倾干涉条件下，设M1移动距离∆d，相应冒出(或消失)的圆条纹数N，则(1)由上式可见，我们从仪器上读出∆d，同时数出相应冒出(或消失)的圆条纹数N，就可以计算出光波的波长λ.*三、等厚干涉条纹若M1不垂直M2，即M1与M'2不服行而有一微小的夹角，且在M1与M'2相交处附近，两者形成劈形空气膜层.此时将观察到等厚干涉条纹，凡劈上厚度相同的各点具有相同的光程差，由于劈形空气层的等厚点的轨迹是平行于劈棱(即M1与M'2的交线)的直线，所以等厚干涉条纹也是平行于M1与M'2的交线的明暗相间的直条纹.当M1与M'2相距较远时，甚至看不到条纹.若移动M1使M1与M'2的距离变小时，开始呈现清晰地条纹，条纹又细又密，且这些条纹不是直条纹，一般是弯曲的条纹，弯向厚度年夜的一侧，即条纹的中央凸向劈棱.在M1接近M'2的过程中，条纹叛变交线移动，而且逐渐变疏变粗，当M1与M'2相交时，呈现明暗相间粗而疏的条纹.其中间几条为直条纹，两侧条纹随着离中央条纹变远，而微显弯曲.随着M1继续沿着原方向移动时，M1与M'2之间的距离逐渐增年夜，条纹由细致逐渐变得细密，而且条纹逐渐朝相反方向弯曲.当M1与M'2的距离太年夜时，条纹就模糊不清.图7-5暗示M1与M'2距离变动引起干涉条纹的变动.四、测定钠光双线(D1D2)的波长差当M1与M'2相平行时，获得明暗相间的圆形干涉条纹.如果光源是绝对单色的，则当M1镜缓慢地移动时，虽然视场中条纹不竭涌出或陷入，但条纹的视见度应当不变.设亮条纹光强I1，相邻暗条纹光强为I2，则视见度V 可暗示为视见度描述的是条纹清晰的水平.如果光源中包括有波长λ1和λ2相近的两种光波，而每一列光波均不是绝对单色，以钠黄光为例，它是由中心波长λ1=589.0nm和λ2=589.6nm的双线组成，波长差为0.6nm.每一条谱线又有一定的宽度，如图7-6所示，由于双线波长差∆λ与中心波长相比甚小，故称之为准单色光.用这种光源照明迈克耳孙干涉仪，它们将各自发生一套干涉图，干涉场中的强度分布则是两组干涉条纹的非相干叠加，由于λ1和λ2有微小的不同，对应λ1的亮环的位置和对应λ2的亮环的位置，将随d的变动，而呈周期的重合和错开，因此d变动时，视场中所见叠加后的干涉条纹交替呈现“清晰”和“模糊”甚至消失.设在d值为d1时，λ1和λ2均为亮条纹，视见度最佳，则有， (m、n为整数)如果λ1>λ2，当d值增加到d2，若满足， (K为整数)此时对λ1是亮条纹，对λ2则为暗条纹，视见度最差(可能分不清条纹)，从视见度最佳到最差，M1移动的距离为由和消去K可得二次波长差∆λ式中为λ1、λ2的平均值.因为视见度最差时，M1的位置对称地分布在视见度最佳位置的两侧，所以相邻视见度最差的M1移动距离∆d与∆λ的关系为(2)【实验内容】*必做内容1.调节迈克耳孙干涉仪，观察等倾干涉(1)用He-Ne激光器作光源，使入射光束年夜致垂直平面镜M2.在激光器前放一孔屏(或直接利用激光束的出射孔)，激光器经孔屏射向平面镜M2，遮住平面镜M1，用自准直法调节M2面前的三个微调螺丝(需要时，可调节底角螺丝)，使由M2反射回来的一组光点像中的最亮点返回激光器中，此时入射光年夜致垂直平面镜M2.(2)使平面镜M1和M2年夜致垂直.遮住平面镜M2，调节平面镜M1面前的三个微调螺丝，使由M1反射回来的一组光点像中的最亮点返回激光器中，此时平面镜M1和M2年夜致相互垂直.(3)观察由平面镜M1、M2反射在观察屏上的两组光点像，再仔细微调M1、M2面前的三个调节螺丝，使两组光点像中最亮的两点完全重合.(4)在光源和分光板G1之间放一扩束镜，则在观察屏上就会呈现干涉条纹.缓慢、细心地调节平面镜M2下真个两个相互垂直的拉簧微调螺丝，使同心干涉条纹位于观察屏中心.(1)移动M1改变d，可以观察到视场中心圆条纹向外一个一个冒出(或向内一个一个消失).开始记数时，记录M1镜的位置读数d1.(2)数到圆条纹从中心向外冒出100个时，再记录M1镜的位置读数d2.(3)利用式(1)，计算He-Ne激光束的波长λ.(4)重复上述步伐三次，计算出波长的平均值.最后与公认值λ0=632.8nm比力，计算百分误差B.【实验数据记录】表1 丈量He-Ne激光束的波长次数 平均值 10.03400 100 680.0 631.7 20.03136 100 627.2 30.03163 100 632.6 40.03077 100 615.4 50.03071 100 614.2 60.03103 100 620.6的波长差(D1D2)丈量钠光双线2 表 序号 0 12 3 4序号 11 1213 14 15【数据处置与分析】1.计算He-Ne 激光的波长的平均值及其不确定度，写出丈量结果；与公认值比力，计算百分误差B. 次数平均值 10.03400 100 680.0 631.7 20.03136 100 627.2 30.03163 100 632.6 40.03077 100 615.4 50.03071 100 614.2 6 0.03103 100620.6 则根据：由格罗布斯判据；则剔除坏数据第一组数据 之后计算：类不确定度：B则不确定度：则结论：比力，计算百分误差与公认值B2.计算钠光双线(D1D2)波长差的平均值及其不确定度，写出丈量结果；与公认值∆λ=0.6nm比力，计算百分误差序号0 1 2 3 4平均值序号11 12 13 14 150.58 0.60 0.60 0.60 0.60 0.590.30 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29所以：则由格罗布斯判据；所以无坏数据类不确定度：B则则【注意事项】1.丈量He-Ne激光束波长时，微入手轮只能向一个方向转动，以免引起空程误差.2.眼睛不要正对着激光束观察，以免损伤视力.3.请不要用手摸迈克耳孙干涉仪的光学元件.。
迈克耳孙干涉仪实验报告
实验预习与原始数据记录一、原理简述1．迈克耳孙干涉仪的结构和原理：A和B为材料、厚度完全相同的平行板，A的一面镀上半反射膜，M1、M2为平面反射镜，M2是固定的，M1和精密丝杆相连，使其可前后移动，最小读数为10−4mm，可估计到10−5mm，M1和M2后各有几个小螺丝可调节其方位。
2．透明薄片折射率(或厚度)的测量：(1). 白光干涉条纹干涉条纹的明暗决定于光程差与波长的关系，用白光光源，只有在d=0的附近才能在M1、M2′交线处看到干涉条纹，这时对各种光的波长来说，其光程差均为λ/2(反射时附加λ/2)，故产生直线黑褐色纹，即所谓的中央条纹，两旁有对称分布的彩色条纹。
(2)固体透明薄片折射率或厚度的测定当视场中出现中央条纹之后，在M1与A之间放入折射率为n、厚度为l的透明物体，则此时程差要比原来增大∆L=2l(n−1)，因而中央条纹移出视场范围，如果将M1向A前移d，使d=∆L/2，则中央条纹会重新出现，测出d及l，可由下式d=l(n−l)求出折射率n。
二、预习中的问题列举自误差的主要来源是什么？三、原始数据记录表1中心每“生成”或“吞进”30个干涉条纹M1镜的位置表2条纹从不可见到次不可见时M1的位置读数将中央黑褐纹移到中间，M1的位置(mm)=30.89650放置玻璃薄片，再将中央黑褐纹移动至中心，M1的位置(mm)=30.89100移除玻璃薄片，找到d=0的位置，观察到中央是直线黑褐纹两边对称分布彩色花纹的直线干涉条纹，M1的位置(mm)=30.89600放置水晶薄片，再将中央黑褐纹移动至中心，M1的位置(mm)=30.89065表3 中心每“生成”或“吞进”30个干涉条纹时M1镜的位置实验名称：迈克尔逊干涉仪实验日期 2023.11.12 教师签字同组者审阅日期一、实验目的1.了解迈克尔逊干涉仪的构造原理并掌握其调节方法2.通过实验观察等倾干涉、等厚干涉、自然光干涉和非定域干涉条纹3.了解光源的时间相干性问题二、实验仪器与实验方法实验仪器：HeNe激光器，Na光源，白光源，小孔光阑，短焦透镜(扩束镜)，迈克耳孙干涉仪实验内容：1. 观察非定域干涉条纹2．测量He-Ne激光的波长3．测钠黄光波长及钠黄光双线的波长差，观察条纹的可见度的变化；4．测量钠黄光的相干长度，观察氦氖激光的相干情况；5．调节观察白光干涉条纹，测定透明薄片的折射率.三、测量内容及数据处理1.用逐差法处理数据，根据相应公式计算钠光的波长λ(nm)=589.26λ=∆D1+∆D2+∆D3390×12=0.02650+0.02650+0.02655345×1000000≈589.26(nm)2.用逐差法处理数据，根据相应公式计算钠光双线的波长差d(nm)=0.60d=λ2∆D1+∆D22=589.2620.57918+0.581852×11000000≈0.60(nm)3.两种薄片的折射率：玻璃：N=30.89650−30.891000.01+1=1.55水晶：N=30.89100−30.890650.01+1=1.544.用逐差法处理数据，根据相应公式计算He-Ne激光的波长λ(nm)=632.89λ=∆D1+∆D2+∆D3390×12=0.02848+0.02850+0.02846345×1000000≈632.89(nm)四、小结（结论、误差分析及建议等）结论：钠光的波长λ=589.26nm钠光双线的波长差d=0.60nm玻璃的折射率为1.55水晶的折射率为1.54He-Ne激光的波长λ=632.89nm误差分析：1.d0、d30对应的圆心处干涉圆环不会完全一致而产生误差；2.读数误差。
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。
迈克尔逊干涉仪介绍
M1 M2是一对精密磨光的平面镜
这是一个臂A,这是另一个臂B,两臂互相垂直,其上分别固定平面镜M1、M2，M1可在A上前后移动,最小平移量为0.0001cm,反射镜M1和M2背后各有三个螺丝,用来调节它们的倾斜度，M2下端还附有两个方向互相垂直的微动螺丝以便精确地调节M1与M2之间的方位，G1,G2是厚薄和n都很均匀的一对相同的玻璃板,在G1背面镀了一层很薄的银薄,以便从光源射来的光线在这里被分为强度差不多相等的两部分,其反射光(1)射到M2，经M2反射后再次透过G1进入眼睛,而折射光(2)经G2透射到M1，经M1反射再经G2后在G1上的半镀银面反射到眼睛，这两束光在眼睛视网膜相遇迭加形成干涉条纹。
为了使入射光线具有各种倾角，光源是扩展的，前面又加一块毛玻璃屏，以扩大视场。
G2起到补偿光程作用，称补偿板。
因光线(1)经玻璃板二次，加G2使光线(2)也经玻璃板二次，从而使两束光在媒质中光程相等。
对单色光也需加G2，但对白光或非单色光必须加G2。
迈克耳孙最早是为了研究光速问题而精心设计了上述装置,它是一种分振幅装置，与薄膜干涉相比，迈氏干涉仪的特点是：
光源、M1、M2和接收器各据一方,在空间完全分
开,便于在光路中安插其它器件。
利用此装置可以观察到相当于薄膜干涉的许多现象：等倾条纹，等厚条纹以及条纹各种变动情况,也可方便地进行各种精密检测。
它的设计精巧，用途广泛，不少其它干涉仪都是由此派生的，可以说，迈克耳孙干涉仪是许多近代干涉仪的原型。
迈克耳孙因发明干涉仪和对光速的测量而获得1907年诺贝耳物理学奖金。
迈克耳孙。
第13章 光的干涉
0
3.光强 光强
λ−
∆λ 2
λ λ + ∆λ λ
2
E 矢量，称为光矢量。 E 矢量的振动称为光振动。 矢量，称为光矢量。 矢量的振动称为光振动。 光强I 在光学中，通常把平均能流密度称为光强。 光强 ：在光学中，通常把平均能流密度称为光强。
I ∝E
2 0
在波动光学中，主要讨论的是相对光强， 在波动光学中，主要讨论的是相对光强，因此 在同一介质中直接把光强定义为： 在同一介质中直接把光强定义为：
16
三、光程与光程差
干涉现象决定于两束相干光的位相差∆ϕ 干涉现象决定于两束相干光的位相差∆ϕ 两束相干光通过不同的介质时， 两束相干光通过不同的介质时，位相差不能单纯 由几何路程差决定。 由几何路程差决定。
S1 S2
r1
n1
P
r2
n2
光在介质中传播几何路程为r， 光在介质中传播几何路程为 ，相应的位相变化为 r 2π 2π = ⋅ nr λn λ r r2 2π 1 (n1r − n2r2 ) ∆ϕ = 2π − 2π = 1
(k = 0,1,2…)
8
I 4I1两相干光束 2I1 两非相干光束 π π -5π -3π -π π π I1一个光源 3π π 5π π ∆ϕ
普通光源获得相干光的途径（方法） 普通光源获得相干光的途径（方法） (1) 分波阵面方法: 分波阵面方法 方法: (2)分振幅的方法: 分振幅的方法: 分振幅的方法 杨氏干涉 等倾干涉、 等倾干涉、等厚干涉
3
独立(同一原子先后发的光 独立 同一原子先后发的光) 同一原子先后发的光 独立(不同原 独立 不同原 子发的光) 子发的光 光波列频率、位相、振动方向等具有随机性。 光波列频率、位相、振动方向等具有随机性。 2.光的颜色和光谱 2.光的颜色和光谱 可见光频率范围: 7.7×1014 ~ 3.9×1014Hz 可见光频率范围 × × 可见光波长范围: 7600Å 可见光波长范围 3900 Å ∼ 7600 可见光颜色对照: 可见光颜色对照 紫 ~ 红 单色光——只含单一波长的光。 单色光——只含单一波长的光。 ——只含单一波长的光 复色光——含多种波长的光。 复色光——含多种波长的光。 ——含多种波长的光
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（Michelson Interferometer）是一种常用的精密光学仪器，用于测量光的波长、折射率、光程差等物理量，广泛应用于光学实验中。
下面将对迈克耳孙干涉仪的调节和使用进行详细介绍。
一、迈克耳孙干涉仪的结构当一个光源射向迈克耳孙干涉仪的入射光学系统中时，光线将被镜1反射并与镜2的反射光线相交，然后再次反射而出。
这种干涉现象可以通过调节镜2的位置实现，从而产生干涉图样。
二、调节迈克耳孙干涉仪1.调节两个镜面平行：首先，通过调节镜2的位置，使得干涉斑变得清晰。
然后，利用调节镜2的水平旋钮，观察干涉斑的移动情况。
若干涉斑逐渐移动，说明两个镜面不平行，需要反复调节镜2的位置，直到干涉斑的移动完全停止，达到镜面平行。
2.调节两个镜面垂直：在镜面平行的基础上，使用调节螺丝将镜2微微转动，每次转动一小步，并观察干涉斑的移动情况。
若干涉斑的移动方向逆转，则说明两个镜面不垂直，需要逐渐调整镜2的角度，直到干涉斑的移动方向不再改变。
3.调节光程差：将半透镜调节到合适位置，使得光程差为零。
此时，观察干涉斑的变化，若干涉斑发生移动，则需要适当调整半透镜，使得干涉斑保持稳定。
三、使用迈克耳孙干涉仪1.测量光的波长：通过改变光源的波长，观察干涉斑的移动情况。
利用迈克耳孙干涉仪的干涉现象特点，可以计算出光的波长。
2.测量折射率：将待测物体放入迈克耳孙干涉仪的光路中，通过观察干涉斑的变化，可以获得待测物体的折射率信息。
3.测量光程差：调节迈克耳孙干涉仪的光程差，观察干涉斑的变化情况。
通过测量干涉斑的移动距离，可以确定光程差的大小。
4.测量精度提高：在使用迈克耳孙干涉仪时，要密切注意环境的稳定性，避免振动和温度变化对干涉斑的干扰。
此外，注意避免干涉斑的模糊或重叠现象，可适当调整光源的亮度或透镜的位置。
综上所述，迈克耳孙干涉仪是一种精密的光学仪器，通过调节和使用迈克耳孙干涉仪，可以测量光的波长、折射率、光程差等重要物理量。
【实验报告】迈克耳孙干涉仪
【实验报告】迈克耳孙干涉仪
迈克耳孙干涉仪是一种非常重要的实验仪器，在光学实验中得到了广泛应用。
本篇实
验报告将对迈克耳孙干涉仪的原理、实验步骤以及实验结果进行详细介绍，以帮助读者更
好地理解和掌握这项实验。
一、实验原理
迈克耳孙干涉仪主要由激光器、分束器、反射镜、半反射镜、透镜以及像面等基本组
成部分组成。
当激光束被分束器分成两束光后，其中一束光经过反射镜反射回来，并与另
一束来自半反射镜的光在像面上发生干涉。
如果两束光程的差为光的波长的一半，那么它
们将在相遇时形成相消干涉，否则将形成相位差相加的相位干涉。
二、实验步骤
1. 打开激光器，将激光束照射到分束器上，使其被分成两束光。
2. 将其中一束光经过反射镜反射回来，与另一束来自半反射镜的光在像面上发生干涉。
3. 通过移动反射镜或调整半反射镜的位置，使两束光程差为光的波长的一半。
4. 观察像面上的干涉条纹，记录相关数据。
三、实验结果
实验结果表明，当两束光程差为光的波长的一半时，即可形成相消干涉，以干涉条纹
清晰度和条纹间隔的大小来判断干涉的质量和精度。
我们可以通过调整分束器与反射镜之
间的距离和半反射镜的反射率等参数，进一步优化干涉质量和精度。
本次实验通过使用迈克耳孙干涉仪，成功地观察到了光的干涉效应，并且实验结果表明，通过调整干涉仪的参数可以进一步优化干涉质量和精度，这对于后续的光学实验和应
用具有重要意义。
因此，在进行光学实验时，迈克耳孙干涉仪是一个非常重要的实验仪器，需要认真掌握和使用。
迈克尔逊干涉仪
型等厚干涉条纹.
反
射
镜
G2
M2
迈克尔孙干涉仪的主要特性
两相干光束在空间完全分开，并可用移动反射镜 或在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差.
M'2 M1
d
d
移动反射镜
d k
2
M1
移
干涉
G1
G2
M2
动 距
离
条纹 移动 数目
➢ 干涉条纹的移动 当 M1 与 M2 之间
距离变大时 ，圆形干涉 条纹从中心一个个长出, 并向外扩张, 干涉条纹 变密; 距离变小时，圆 形干涉条纹一个个向中 心缩进, 干涉条纹变稀 .
量空气的折射率 n . 设所用光波波长为546nm，实
验时，向真空玻璃管中逐渐充入空气 ，直至压强
达到 1.013105 Pa 为止 . 在此过程中 ，观察到 107.2条干涉条纹的移动，试求空气的折射率 n.
解 Δ1 Δ2 2(n 1)l 107.2
n 1 107 .2 1 107 .2 546 107 cm
M'2 M1
光程差 Δ 2d
d
插入介质片后Байду номын сангаас程差
n M2 Δ' 2d 2(n 1)t
光程差变化
G1
G2
Δ' Δ 2(n 1)t
t
介质片厚度
2(n 1)t k
干涉条纹移动数目
t k
n 1 2
例 在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插入
l 10.0cm长的玻璃管，其中一个抽成真空， 另
一个则储有压强为 1.013105 Pa 的空气 , 用以测
一 迈克耳孙干涉仪
反射镜 M1
高二物理竞赛课件：迈克耳孙干涉仪的结构及原理
或
2
l
2ne
k 1 2
n 1.40
1 2
空气 油膜
水
当k = 1时，干涉加强的波长为 l 2 1.40 0.316 m 1.77 m
0.5
当k = 2时，干涉加强的波长为 l = 0.590 m
当k = 3时，干涉加强的波长为 l = 0.354 m
只有l = 0.590 m的光处于可见光范围，是黄光，所以油膜呈黄色。10
若使镜头对人眼和照相机底片最敏感的黄绿光(l = 550 nm)反
射最小，试求介质膜的最小厚度。
ab
解: 因上、下表面反射光都有半波损失
I
所以有 = 2 e n2
空气n1=1.00
由干涉相消条件得
l
Δ
2en2
(2k
1)
, 2
k 0,1,2,
MgF2 n2=1.38
玻璃n3=1.50
(2k 1) l (2k 1)l
例2:用波长为0.400 m的紫光进行牛顿环实验，观察到第k级暗 环的半径为4.00 mm，第k+5级暗环的半径为6.00 mm。 求平
凸透镜的曲率半径R和k的数值。
解: 由公式 r kRl 得
rk2 kRl
rk25 (k 5) Rl
联立解得 rk25 rk2 5Rl
所以
R
rk25 rk2
一束光在P处分振幅形成的两束光的光程差，就相当于
由M1'和M2形成的空气膜上下两个面反射光的光程差
它们干涉的结果是薄膜干涉条纹。调节M1就有可能
得到薄膜的等倾或等厚干涉条纹。
2
3
迈克尔逊和莫雷曾用它测量以太风；今天在实验室我们用它
迈克尔逊干涉仪工作原理
迈克尔逊干涉仪工作原理
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。
G2是一面镀上半透半反膜，M1、M2为平面反射镜，M1是固定的，M2和G1精密丝相连，使其可以向前后移动，最小读数为10-4mm，可估计到10-5mm, M1和M2后各有几个小螺丝可调节其方位。
当M2和M1’严格平行时，M2会移动,表现为等倾干涉的圆环形条纹不断从中心“吐出”或向中心“吞进”。
两平面镜之间的“空气间隙”距离增大时，中心就会“吐出”一个个条纹；反之则“吞进”。
M2和M1’不严格平行时，则表现为等厚干涉条纹，在M2
场中某一标记位置，M2平移距离 d 与条纹移动数N
如果要观察白光的干涉条纹，臂基本上完全对称，也就是两相干光的光程差要非常小，这时候可以看到彩色条纹；假若M1或M2有略微的倾斜，就可以得到等厚的交线处（d=0）的干涉条纹为中心对称的彩色直条纹，中央条纹由于半波损失为暗条纹。
迈克尔逊干涉仪
一、等倾干涉等倾干涉是薄膜干涉的一种。
薄膜此时是均匀的，光线（光源为散射光）以倾角i入射，上下两条反射光线经过透镜作用汇聚一起，形成干涉。
由于入射角相同的光经薄膜两表面反射形成的反射光在相遇点有相同的光程差，也就是说，凡入射角相同的就形成同一条纹，故这些倾斜度不同的光束经薄膜反射所形成的干涉花样是一些明暗相间的同心圆环．这种干涉称为等倾干涉。
倾角i相同时，干涉情况一样如果想要在迈克尔逊干涉仪上调出等倾干涉条纹，要求M1和M2两个反射镜相互平行，调解时可以在光源上做一个标记，再调节这两个镜子后面的倾度粗调旋钮和细调旋钮，使得标记物在两个镜子里的反射像在视野里重合。
这样就可以看到环状的等倾干涉条纹条纹级次（1）明纹：显然，对于平行膜面厚度一定，上升，下降，上升。
说明：其干涉级次为内高外低，且中心级次最高。
薄膜厚度对条纹间距的影响假如上次间距是d中心为j级，这次间距为比d小的数级数肯定也小，则间距就大。
说明：薄膜厚度越薄，条纹间距越大。
条纹的动态变化（1）当厚度d0变化时，条纹的级次相应发生变化；（2）圆心处将会出现明-暗-明的交替变化；（3）条纹级次改变一个，薄膜厚度改变；（4）d0减小，中心条纹级次j0降低；圆心处的出现亮暗交替的变化，且各干涉条纹向中心收缩（向内移动）。
（5）d0增大，中心条纹级次j0升高；圆心处的出现亮暗交替的变化，且各干涉条纹向外涌出（向外移动）。
二、迈克尔逊干涉仪其他测量应用用迈克尔逊干涉仪测量折射率和厚度一般采用钠光光源，通过观测白光干涉条纹的方法，先调出白光0光程差的彩色干涉条纹，在光路1或2中垂直光线方向插入被测物，再调出0光程差的彩色干涉条纹，反射镜移动距离d与透明体厚度t、透明体（透明固体、液体、气体均可）折射率n、空气折射率n0（n0大致取1）有关系式)1-(ntd=由此可得td n/1+=但是该方法必须知道薄透明体的厚度或折射率之一，通过测出M1镜前移的距离d，才能得到测量体的折射率或厚度。
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告迈克耳孙干涉仪，这个名字听起来就很高大上，其实它是一个探索光的奇妙工具。
调节和使用这个仪器，简直就像在解锁一个神秘的宝藏。
接下来，我就来聊聊我在实验过程中遇到的点滴。
首先，调节干涉仪的步骤真的是门道多多。
1.1 光源的选择特别关键。
选对了，整个实验就像开了挂。
用氦氖激光器，光线稳定，颜色鲜艳。
调试的时候，光束的准直简直是重中之重。
你得确保光线照得准、打得正，这样才能看到美丽的干涉条纹。
哦，那条纹，真是让人心醉，像是光的舞蹈。
接下来，1.2 反射镜的调整就显得尤为重要。
它们必须平行，才能让光束顺畅地交汇。
小心翼翼地调整角度，稍微一动，干涉条纹就会改变。
那种微妙的感觉，像是捏着一个刚出生的小猫，轻轻一握，怕它受伤。
看到条纹变动，心里那个激动呀，像是发现了宝藏的开端。
然后，进入使用阶段。
2.1 进行实验时，环境的控制不可小觑。
要是外面风一吹，光线就会变得不稳定。
实验室里静得能听到针掉地的声音。
每一次记录数据的时候，都得集中精力，生怕错过任何一个细节。
2.2 数据记录时，像是在写日记一样，每个数字都承载着光的秘密。
细心观察，记录下每一次干涉条纹的变化。
这些变化不止是数字，更是光的语言。
干涉仪就像一个说故事的人，诉说着光的旅程。
每一次的实验，都是与光的对话。
2.3 最后，结果的分析简直是高潮。
那一刻，像是打开了智慧的大门。
干涉条纹的间距、数量，背后藏着光的波长信息。
这些信息让我如沐春风，仿佛穿越了时空，与伟大的科学家们心灵相通。
当然，实验也不是一帆风顺。
3.1 遇到的问题也不少。
比如，光源不稳定，或者干涉条纹模糊不清。
那时真的是抓耳挠腮，眼看实验就要泡汤。
可是，越是困难，越能激发我的斗志。
每次解决问题，都是一次成长的机会。
3.2 还记得有次调试反射镜，调整了半天，条纹依然不清晰。
心里有些焦急，但我没有放弃。
仔细观察，发现镜子上有微小的灰尘。
清理后，条纹瞬间清晰。
这一刻，我深刻体会到细节的重要性。
迈克耳孙干涉仪
迈克耳孙干涉仪1881年美国物理学家迈克耳孙（A.A.Michelson）为测量光速，依据分振幅产生双光束实现干涉的原理精心设计了这种干涉测量装置.迈克耳孙和莫雷（Morley）用此一起完成了在相对论研究中有重要意义的“以太”漂移实验. 迈克耳孙干涉仪身机精巧、应用广泛，许多现代干涉仪都是由它衍生发展出来的。
本实验的目的是了解迈克耳孙干涉仪的原理、结构和调节方法、观察非定域干涉条纹，测量氦氖激光的波长，并增强对条纹可见度和时间相干的认识。
实验原理1.迈克耳孙干涉仪的结构和原理迈克耳孙干涉仪的原理图如图3.1.1-1所示，A和B为材料、厚度完全相同的平行板，A 的一面镜上半发射膜，M1，M2为平面反射镜，M2是固定的，M1和精密丝杆相连，使其可前后移动，最小读数为10-4mm，可估计到10-5mm，M1和M2后各有几个小螺丝可调节其方位。
光源S发出的光射向A板而分成（1）、（2）两束光，这两束光又经M1和M2反射，分别通过A的两表面射向观察处O，相遇而两束光的光程差仅由M1，M2与A板的距离决定。
由此可见，这种装置使相干的两束光在相遇之前走过的路程相当长，而且其路径是互相垂直的，分的很开，这正是它的主要优点之一，从O处向A处观察，除看到M1镜外，还可以通过A的半反射膜看到M2的虚象M2’，M1与M2镜所引起的干涉，显然与M1，M2’引起的干涉等效，M1，和M2形成了空气“薄膜”，因M2’不是实物，故方便地改变薄膜的厚度（即M1，和M 2的距离），甚至可以使M 1，和M 2重叠和相交，在某一镜面还可根据需要放置其他被研究的物体，这些都为其广泛的应用提供了方便。
2. 点光源产生的非定域干涉一个点光源S 发出的光束经干涉仪的等效薄膜表面M 1与M 2反射后，相当于两个虚光源S 1，S 2发出的相干光束（图3.1.1.-2）。
若原来空气膜厚度（即M 1，和M 2’之间的距离）为h ，则两个虚光源S 1和S 2之间的距离为2h ,显然只要(M 1，和M 2’即M 2)足够大,在光源同侧的任一点上,总能有S 1和S 2的相干光线相交,从而在P 点处可观察到干涉现象,因而这种干涉是非定域的。
迈克耳孙干涉仪原理
迈克耳孙干涉仪原理
迈克耳孙干涉仪是一种用来测量光场和衍射性质的精密仪器，它可以测量光照度分布，用来检测对称结构以及衍射介质中的衍射现象。
迈克耳孙干涉仪的基本原理：当光束入射到一个具有半正弦曲面的物体表面上时，其
中一部分光将被反射回光源，这部分光被称为反射光，另一部分光被分成折射光和衍射光。
反射光和折射光的波矢几乎是平行的，衍射光的波矢则发散开。
这些反射光、折射光和衍
射光干涉后，形成图像，仪器可以将其观测并表示出来。
迈克耳孙干涉仪常用来检测测量物体表面形状，反射性物体表面、材料表面粗糙度，
透镜表面的形变和补片的像差及其他近似特性等等。
迈克耳孙干涉仪的基本装置由光源、反射镜和衍射镜组成。
光源提供色散空间，反射
镜用来放射光，衍射镜用来反射并将光线收集回来。
照射到物体表面上的光线，一部分反射回原位，另外一部份会被当前表面形状所影响，从而形成衍射光。
衍射光会在反射镜和衍射镜之间产生有序的图案，即迈克耳孙图像。
迈克耳孙干涉仪可以以比较简单的方式测量几乎任何尺度的视角衍射现象，并分析它
们的情况。
因此，它也可以被用在电子、光学、机械等多种不同的产品设计领域，从而改
善由衍射而带来的问题。
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2l (n 1) 107.2
光纤迈克耳孙干涉仪
低相干光源
信号臂
生物体 参考光 反射镜
探测器 超外差电路
L1 L2 2×2 参考臂 L3 光纤耦合器
数据采集系统 OCT系统结构图
数据处理
OCT与高频率超声成像的比较
科学中的艺术
爱因斯坦： 我总认为迈克耳孙是科学中的艺术家，他的最大乐趣 似乎来自实验本身的的‘专家’，事实上 的确不是，但始终是个艺术家。 许多著名的实验都堪称科学中的艺术，如：全息照相 实验、激光冷却原子等等。 重要的物理思想＋巧妙的实验构思＋精湛的实验技术
迈克耳孙在工作
迈克耳孙干涉仪的应用
迈克耳孙干涉仪三个著名的实验 测量以太的漂移速度 精确测量长度 测量谱线的精细度
迈克耳孙干涉仪的照片
13-5 迈克耳孙干涉仪
一
迈克耳孙干涉仪光路及结构
反射镜 M1
M1 移动导轨
单 色 光 源 分光板 G1
M1 M2
反 射 镜 M2 补偿板 G 2
干涉仪
干涉仪：是根据光的干涉原理而进行各种测量 的仪器。 迈克耳孙干涉仪是一种典型的双光束干涉仪， 在物理学的发展史上曾起过重要的作用，目前 仍有广泛的应用
迈克耳孙简介
迈克耳孙 （A.A.Michelson） 美籍德国人，1881 年为了研究光速问题 发明了干涉仪，因其 发明的干涉仪及其在 精密测量和实验方面 的杰出成就，获得了 1907年的诺贝尔物理 学奖。
干涉条纹移动数目
d
N
2( n 1)t
n
G1
G2
M2
介质片厚度
t
N t n 1 2
13-5 迈克耳孙干涉仪
例 在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别 插入l 10.0 cm 长的玻璃管，其中一个抽成 5 真空， 另一个则储有压强为 1.01310 Pa 的空气 , 用以测量空气的折射率 n . 设所用 光波波长为546 nm，实验时，向真空玻璃管 中逐渐充入空气，直至压强达到1.013105 Pa 为止 . 在此过程中 ，观察到107.2条干涉条 纹的移动，试求空气的折射率 n .
当 M1与 M 2之 间距离变大时 ，圆形 干涉条纹从中心一个 个长出,并向外扩张, 干涉条纹变密；距离 变小时，圆形干涉条 纹一个个向中心缩进, 干涉条纹变稀 .
13-5 迈克耳孙干涉仪
M'2 M1
d
插入介质片
n
G1
G2
M2
光程差变化
Δ 2( n 1)t
t
13-5 迈克耳孙干涉仪
M'2 M1
成 45 角
G1//G 2 与 M1 , M2
13-5 迈克耳孙干涉仪
M 2 的像 M'2
反射镜 M 1 单 色 光 源
d
M1 M2
反 射 镜 M2
G1
G2
光程差 Δ 2 d
13-5 迈克耳孙干涉仪
M'2
反射镜 M1
当 M1不垂直于M 2 时，可形成劈尖 型等厚干涉条纹. 反 射 镜 M2
科学中的艺术
单 色 光 源
G1
G2
13-5 迈克耳孙干涉仪
二 迈克耳孙干涉仪的主要特性
(1)两相干光束完全分开； (2)两光束的光程差可调. M'2 d M1 d
干涉条纹移动 数目 N 移动反射镜 d
d N
2
移动反射镜 d
G1
G2
M2
光程差改变 2d
N
2d
13-5 迈克耳孙干涉仪
干涉条纹的移动
13-5 迈克耳孙干涉仪
解：
设空气的折射率为 n
M1
A
充入空气后光程差变化
S
B
M2
2nl 2l 2l (n 1)
条纹移动一条时，对应光程差的变化为一个波长，当 观察到107.2 条移过时，光程差的改变 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。 107.2 n 1 1.0002927 精度高。 2l