迈克尔逊干涉仪
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告一、实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理。
2、观察等倾干涉和等厚干涉条纹，加深对干涉现象的理解。
3、学会使用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长。
二、实验原理迈克尔逊干涉仪是一种分振幅双光束干涉仪，其光路图如下图所示：此处可插入迈克尔逊干涉仪光路图光源 S 发出的光经过分光板 G1 分成两束光，一束光反射后到达反射镜 M1，另一束光透射后到达反射镜 M2。
两束光分别被 M1 和 M2反射后，再次回到分光板 G1，并在观察屏 E 处相遇发生干涉。
当 M1 和 M2 严格垂直时，观察到的是等倾干涉条纹。
此时，两束光的光程差为：＄＼Delta ＝ 2d\cos\theta$其中，d 为 M1 和 M2 之间的距离，θ 为入射光与 M1 或 M2 法线的夹角。
当光程差满足：＄＼Delta ＝ k\lambda$ （k 为整数）时，出现亮条纹；当光程差满足：＄＼Delta ＝（k ＋＼frac{1}｛2}）＼lambda$时，出现暗条纹。
当 M1 和 M2 不严格垂直时，观察到的是等厚干涉条纹。
此时，两束光的光程差主要取决于 M1 和 M2 之间的距离变化。
三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、HeNe 激光器、扩束镜、毛玻璃屏等。
四、实验步骤1、仪器调节调节迈克尔逊干涉仪的底座水平，使干涉仪处于水平状态。
调节 M1 和 M2 背后的三个微调螺丝，使 M1 和 M2 大致垂直。
打开 HeNe 激光器，使激光束经过扩束镜后均匀地照射在分光板G1 上，并在毛玻璃屏上看到清晰的光斑。
调节 M1 或 M2 的位置，使屏上出现圆形的等倾干涉条纹。
2、观察等倾干涉条纹仔细调节 M1 或 M2 的位置，使干涉条纹清晰、对比度高。
观察条纹的形状、疏密和级次分布，记录条纹的变化情况。
3、测量光波波长沿某一方向缓慢移动 M1，观察条纹的“冒出”或“缩进”现象，并记录条纹变化的条数 N 和 M1 移动的距离Δd。
迈克尔逊干涉仪 原理
迈克尔逊干涉仪原理
嘿，朋友们！今天咱就来讲讲这个超厉害的迈克尔逊干涉仪原理！
你知道吗，迈克尔逊干涉仪就像是一个神奇的魔法盒子！比如说，你可以把它想象成一个超级精密的音乐盒，里面的各种零件相互配合，演奏出美妙的“光学旋律”。
它的原理其实并不复杂啦。
就好像是一场精彩的舞蹈表演，光源就是那个领舞的人，发出的光通过分束器，就像是领舞把舞者们分成了两队。
然后这两队光各自沿着不同的路径前进，这就好比是舞者们在不同的舞台上展现自己的舞姿。
之后它们又会相遇、叠加，产生出各种美妙的干涉条纹，哇塞，这不就跟舞者们汇聚在一起，跳出令人惊叹的舞蹈组合一样嘛！
我记得有一次，我和小伙伴们一起研究迈克尔逊干涉仪，那场面可热闹了！我兴奋地说：“哇，看这个干涉条纹多神奇呀！”小伙伴也惊叹道：“对啊对啊，太有意思了！”我们就像是探险家，在这个神秘的光学世界里尽情探索。
它的应用那可广泛了去了！在测量微小位移、折射率等方面，那可真是立下了汗马功劳。
这不就像一个万能工具，啥难题都能搞定！
在我看来，迈克尔逊干涉仪真的是科学世界里的一颗璀璨明珠！它让我们看到了光的奇妙之处，也为我们打开了一扇通往未知世界的大门。
朋友们，快来一起感受它的魅力吧，相信你们一定会被深深吸引的！。
《迈克尔逊干涉仪》课件
提高测量精度的措施
使用高精度仪器
选择加工精度高、装配精度高的迈克 尔逊干涉仪，能够减少仪器本身带来 的误差。
细致调整
在实验前对迈克尔逊干涉仪进行细致 的调整，确保干涉条纹完全对齐，以 减小调整误差的影响。
控制环境因素
尽可能在恒温、无气流和振动的环境 中进行实验，以减小环境因素对实验 结果的影响。
重复测量
等方面将更加智能化和自动化。
03
多功能化与拓展应用
未来迈克尔逊干涉仪将进一步拓展应用领域，不仅局限于光学和物理学
，还将应用于化学、生物学等领域，实现更多功能和应用。
THANKS
感谢观看
折射率测量
迈克尔逊干涉仪可以用于测量介质的 折射率，这对于光学玻璃、晶体等材 料的检测和表征具有重要意义。通过 干涉仪测量折射率，可以获得高精度 的结果。
光学玻璃的检测
光学玻璃的折射率
迈克尔逊干涉仪可以用于检测光学玻璃的折射率，这对于光学仪器的制造和校准具有关键作用。通过干涉仪测量 折射率，可以确保光学元件的性能和精度。
光学玻璃的均匀性
迈克尔逊干涉仪还可以用于检测光学玻璃的均匀性，即检查玻璃内部是否存在杂质或气泡。通过观察干涉条纹的 变化，可以判断玻璃的质量和加工工艺。
物理实验中的重要工具
基础物理实验
迈克尔逊干涉仪是许多基础物理实验的重要工具，如光速的测量、光的波动性研究等。通过使用迈克 尔逊干涉仪，学生可以深入理解光的干涉原理和波动性质。
暗物质与暗能量研究
迈克尔逊干涉仪可以用于寻找暗物质和暗能量的线索，帮助解决宇宙 学中的重大问题。
迈克尔逊干涉仪在技术领域的应用前景
1 2 3
量子信息技术
迈克尔逊干涉仪是量子通信和量子计算中的关键 组件，对于量子密钥分发和量子纠缠态的制备具 有重要意义。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
等 倾 干 涉 条 纹
与
重 合
使用的光源包含两种波长λ1 及λ2 , 且λ1 和λ2 相差很小。
条纹的可见度问题
当光程差同时为两种波长λ1 及λ2 的半波长整数倍，即L = mλ1 /2= nλ2/2 ，此时两个波长的亮纹叠加，可见度最佳； 当光程差为L = mλ1 /2 = (n +0.5) λ2/2 时, 两种光产生的条纹为重叠的亮纹和暗纹, 使得视野中条纹的可见度降低, 若λ1 与λ2 的光的亮度又相同, 则条纹的可见度为零, 即看不清条纹了。 所以在移动M1 以增加( 或减小) 光程差时, 可见度会发生周期性的变化,由最佳到最差，由最差到最佳。 当光程差接近零时，可避免第二种情况的发生，可视度较佳。
迈克耳逊干涉仪的调节 （技能训练的重点） 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。 等倾干涉条纹的调节 转动粗动手轮，尽量使M1、M2距分光板后表面的距离相等。
迈克耳逊干涉仪的调节
实验原理
薄膜等倾干涉是分振幅干涉。设薄膜上下表面平行。如图2 a1与a2的光程差为
d
a1
a2
i
C
图2 面光源产生的等倾干涉
即入射角相同的点的光程差L相同，故称等倾干涉。干涉图样为同心圆。
（明条纹） （暗条纹）
1
i越小，级次越大，i=0时级次最高。
2
d增加时条纹涌出，d减小时条纹淹没。针对i=0的中央条纹，当d增加（减小）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.
了解迈克耳逊干涉仪的原理、结构和调节方法。
迈克尔逊干涉仪
➢ 数条纹变化数目过程中，若因震动出现条纹抖动 难以辨认时，应暂停数条纹数，待稳定后再继续 数。
问题讨论
1、本实验是用什么方法处理数据的？此法 有何优点？
答：是用逐差法处理数据的。优点为：可 以充分利用数据，体现出多次测量的优点， 减小了测量误差。
问题讨论
i0
级次K越大。
圆心处，i 0
2d
K 2d
光程差的改变
两相干光束在空间完全分开，可用移动反射镜的方法改变两 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
等倾干涉圆环的特点
2、随距离d增大，条纹变密
K级明纹： 2d cosik K K+1级明纹： 2d cosik1 (K 1)
当光源是扩展光源时，不论是 等倾干涉还是等厚干涉，所产 生的干涉条纹都有一定位置，
这些干涉称为定域干涉。
当光源是点光源时，凡是两束光相 遇处都可看到干涉条纹，这些干涉
称为非定域干涉。
点光源产生的非定 S1 域干涉计算示意图
i
S2
d
M1
M2'
S
G1
G2
RA O
E
光程差为：
2d S A S A
1
问题讨论
4、调节非定域干涉条纹时，若观察到的条 纹又细又密是何原因？如何调节使条纹 变得又粗又稀？
5、简述本实验所用干涉仪的读数方法。 6、怎样利用干涉条纹的“涌出”和“陷入”
来测定光波的波长？
干涉条纹
迈克尔逊干涉仪
实验原理
4.点光源产生的非定域干涉条纹的形成
从光学角度看，E处的干涉图样和 M 1 M 2 间空气薄膜所产生的干涉图样是同样的。 如图，点光源经M1、M2反射后，相当于 两个虚光源，它们发出的球面波在相遇空 间处处相干，等光程面是一组旋转双曲面， 干涉条纹就是旋转双曲面与观察屏相交而 得的曲线，因在光场中任何位置都可看到 条纹，故叫做非定域干涉。
M'2 M1
移动反射镜
d
d
d k
M 移 1
动 距 离
2Βιβλιοθήκη G1G2M2
干涉条 纹移动 数目
干涉条纹的移动
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 .
M'2 M1
光程差
实验原理
3. 扩展光源产生的定域干涉条纹
当M1、M2‘平行时将产生等倾干涉。 光束（1）和光束（2）的光程差为 2d cos i i为光线的入射角，d为空气层的厚度。 当 2d cos i k 时可以看到亮条纹。空气薄层厚度d一定时，入射角越小， 及越靠近中心，圆环条纹的级数k越高。并且移动M1（即d 发 生变化）时，中心处条纹级数随之变化，可观察到条纹由中 心“冒出”或“缩入”，而每当中心处“冒出”或“缩入” 一个条纹，d就增加或减少λ/2，即M1就移动了λ/2。 Δd=Nλ，由此可根据M1移动的距离Δd及条纹级数改变的次 数Ｎ，来测出入射光的波长。
实验现象
M1
M1
M2
'
M2 '
M 2 与 M1
重合
'
M2 '
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告引言迈克尔逊干涉仪是一种利用光的干涉现象测量间距的仪器。
它是由美国物理学家亚伯拉罕·迈克尔逊于1881年发明的。
迈克尔逊干涉仪广泛应用于光学、激光技术、光纤通信等领域。
本实验旨在通过搭建迈克尔逊干涉仪并进行实验，了解其原理和应用。
实验设备•He-Ne氦氖激光器•1/10波片•片玻璃•半反射膜•波长计•读数显微镜•测距器实验原理迈克尔逊干涉仪利用光的波动性和波的干涉原理进行测量。
它由一个分束器、一面半反射镜、两面平行平板镜和一个光源组成。
光源发出的光经过分束器分为两束，一束经过半反射镜反射，另一束直接透射，然后它们分别在两面平行平板镜上反射，并最后再次汇聚在一起。
当两束光相遇时，会产生干涉现象。
通过调节其中一个平板镜的位置，可以使反射光程差发生变化，从而观察到干涉现象的变化。
实验步骤1.搭建迈克尔逊干涉仪。
安装好分束器、半反射镜和两面平行平板镜，并精确调整位置和方向。
2.打开He-Ne氦氖激光器，并调整光源位置和方向，使得光能够正常通过分束器。
3.将1/10波片放置在半反射镜旁边的光路上，调整它的角度，使得一部分光能够通过。
4.在反射光路上插入片玻璃，观察干涉条纹。
5.通过调整其中一个平板镜的位置，改变反射光程差，观察干涉条纹的变化。
6.使用读数显微镜和测距器，测量不同光程差下的干涉条纹的移动和位置。
实验结果与分析在实验中，我们观察到了干涉条纹的变化。
随着平板镜位置的调整，干涉条纹的位置发生了移动。
通过测量不同光程差下的干涉条纹的移动，我们得到了一组数据。
根据这组数据，我们可以计算出光的波长。
结论通过利用迈克尔逊干涉仪进行实验，我们成功观察到了干涉条纹的变化，并进行了测量。
实验结果证实了迈克尔逊干涉仪的原理，并且得到了光的波长的计算值。
迈克尔逊干涉仪在光学和激光技术中有着广泛的应用，了解和掌握它的原理和使用方法对于进一步研究和应用光学技术具有重要意义。
参考文献1.Smith, Robert W. (1998).。
迈克尔逊干涉仪原理推导
迈克尔逊干涉仪原理推导《迈克尔逊干涉仪原理推导：一次奇妙的科学探索之旅》我今天想和大家聊聊一个超级酷的东西——迈克尔逊干涉仪的原理推导。
这可不是一件简单的事儿，但就像解开一个超级神秘的魔法谜题一样，特别有趣。
咱们先来说说迈克尔逊干涉仪是啥样的吧。
想象一下，有这么一个仪器，它就像一个精密的小工厂，里面有各种零件在协同工作。
它有两块镜子，一块是固定的，就像一个坚守岗位的小卫士，一动也不动；另一块是可以移动的，就像一个调皮的小滑块，能够跑来跑去。
还有一个分光镜，这个分光镜可厉害了，就像一个魔法水晶球，一束光打过来，它能把这束光分成两束，就好像把一个蛋糕分成了两块一样。
那光在这个仪器里是怎么玩的呢？我来给你们讲讲。
光就像一个个小小的精灵，从光源那里出发。
当光精灵们打到分光镜上的时候，就被分成了两拨。
这两拨光精灵呀，就分别朝着那两块镜子奔去。
那束朝着固定镜子去的光精灵，蹦蹦跳跳地到了镜子上，然后又被反射回来。
这就好比一个小皮球，撞到墙上又弹回来一样。
另一束朝着可移动镜子去的光精灵呢，到了镜子那儿也被反射回来。
这时候呀，这两拨回来的光精灵又会在分光镜那里碰面。
可是呢，它们碰面的时候就有点小状况了。
你们想啊，如果两拨光精灵走的路程是一样的，那它们就会很和谐地叠加在一起，就像两个好朋友手拉手一样，这时候我们就会看到一种干涉现象，可能是亮条纹，就像天上明亮的星星一样耀眼；或者是暗条纹，就像黑夜中的小黑洞。
那怎么来推导这个原理呢？咱们得从光的路程差说起。
假设两束光的光程分别是L1和L2。
这个光程就像光精灵走过的小脚印的长度。
那它们的路程差ΔL = L1 - L2。
我来给你们举个例子吧。
假如你和你的小伙伴一起跑步，你跑了100米，你的小伙伴跑了90米，那你们俩跑的路程差就是10米。
光精灵也是这样的。
当这个路程差ΔL等于光的波长λ的整数倍的时候，也就是ΔL = nλ（n是整数）的时候，就像魔法一样，两束光叠加起来就会特别明亮，这就是我们看到的亮条纹。
迈克尔逊干涉仪在引力波的应用背景和原理
迈克尔逊干涉仪在引力波的应用背景和原理哇塞，你知道迈克尔逊干涉仪吗？这家伙可厉害啦！它在引力波的研究中那可是有着至关重要的作用呢！就好比是探索宇宙奥秘的一把神奇钥匙！
想象一下，宇宙就像是一个无比巨大而神秘的宝藏箱子，引力波就是箱子里的宝贝线索，而迈克尔逊干涉仪就是我们打开这个箱子的关键工具！你说神奇不神奇？
迈克尔逊干涉仪的工作原理呢，其实也不难理解。
它就像是一个超级敏感的“耳朵”，能捕捉到极其微小的变化。
比如说，引力波经过的时候，会引起空间的微小拉伸和压缩，就像水面上泛起的涟漪一样。
迈克尔逊干涉仪就能察觉到这些细微的波动。
咱举个例子啊，假如把引力波比作是一阵微风，那迈克尔逊干涉仪就是敏感度超高的羽毛，哪怕是微风轻轻一吹，羽毛也会晃动起来。
这不就是迈克尔逊干涉仪在发挥作用嘛！
在研究引力波的过程中，科学家们可是花费了大量的心血和努力呀！他们整天对着迈克尔逊干涉仪，就像对待宝贝一样，精心调试、仔细观察。
“嘿，这次的数据好像有点意思哦！”“哇，这个波动是不是就是我们要找的引力波啊？”他们充满着期待和兴奋。
而且，为了能更准确地探测到引力波，科学家们还在不断改进迈克尔逊干涉仪呢！就像是给一个厉害的武器不断升级一样。
这是多么令人敬佩的精神啊！
哎呀，真的是太神奇了！迈克尔逊干涉仪在引力波研究中真的是不可或缺啊！它让我们有机会去触碰那些遥远而神秘的宇宙现象，难道这还不够让人热血沸腾吗？这就是科学的魅力所在呀，能让我们不断去探索未知，追求真理！怎么样，是不是对迈克尔逊干涉仪和引力波充满了好奇和向往呢？。
迈克尔逊干涉仪
动镜移动精度(微调)：0.0004mm动镜移动精度(粗调)：0.01mm
动镜移动距离(微调)：1mm动镜移动距离(粗调)：12mm
分束板和补偿板平面度：≤1/20λ激光输出功率：0.8-1mW
仪器成套性
迈克尔逊干涉仪主机、He-Ne激光器、一维可调升降底座等
可选附件
低压钠灯、白光源、法布里珀罗标准具、气室部件(气室、压力表、压气球)
大调距反光镜
迈克尔逊干涉仪的使用注意：
干涉仪是精密光学仪器，使用中不能触摸光学元件光学表面；不要对着仪器说话、咳嗽等；测量时动作要轻、要缓，尽量使身体部位离开实验台面，以防震动。测量时还要认真做到：
1.在调整反射镜背后粗调螺钉时，不可旋得太紧，用来防止镜面的变形，先要把微调螺钉调在中间位置，以便能在两个方向上作微调，一定要轻、慢，决不允许强扳硬扭。
大调距反光镜
包括：法布里-珀罗多光束系统
（3）产品型号：WSM-200
产品特点：动镜定镜二维调节，演示和观察干涉现象,
动镜范围200mm
测定单色光波长，最小读数0.0001mm
大调距反光镜
（4）产品型号：WSM-100
产品特点：动镜定镜二维调节，演示和观察干涉现象,
动镜范围100mm
测定单色光波长，最小读数0.0001mm
经M2反射的光三次穿过分光板，而经M1反射的光通过分光板只一次。补偿板的设置是为了消除这种不对称。在使用单色光源时，可以利用空气光程来补偿，不一定要补偿板；但在复色光源时，由于玻璃和空气的色散不同，补偿板则是不可或缺的。
应用：
主要用于长度和折射率的测量，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 光程差公式
迈克尔逊干涉光程差公式摘要：1.迈克尔逊干涉仪的概述2.光程差的概念及计算公式3.迈克尔逊干涉仪的调节方法4.光程差近于零时干涉条纹的特点5.结论正文：一、迈克尔逊干涉仪的概述迈克尔逊干涉仪是一种用于测量光程差的光学仪器。
它主要由两个臂组成，一个叫静臂，不动；一个叫动臂，可以伸长缩短，移动其中的平面反射镜，从而改变这一条光路的光程。
在迈克尔逊干涉仪中，一束激光被分成两束，经过平面镜分别反射，再干涉，形成干涉环。
如果有材料的长度的变化，反映出光程差的变化，这样，原来干涉相消的位置可能就会干涉相长，看起来就像环溢出或者收回，通过数干涉环溢出或者收回的个数，就可以计算长度变化的多少。
二、光程差的概念及计算公式光程差是指两个光路之间的光程差异。
在迈克尔逊干涉仪中，光程差可以通过以下公式计算：光程差= 折射率变化的长度/ 激光波长相位差其中，折射率变化的长度指的是材料长度的变化导致的光程变化，激光波长相位差是指激光在两个光路中传播时，相位差的变化。
三、迈克尔逊干涉仪的调节方法为了获得清晰的干涉条纹，迈克尔逊干涉仪需要调节两个臂之间的光程差。
可以通过以下方法进行调节：1.调整动臂的长度：通过移动动臂中的平面反射镜，改变光程差。
2.调整激光器和反射镜的相对位置：通过调整激光器和反射镜的相对位置，使得激光束在静臂和动臂之间形成合适的光程差。
3.调整激光束的入射角度：通过调整激光束的入射角度，使得激光束在静臂和动臂之间形成合适的光程差。
四、光程差近于零时干涉条纹的特点当光程差接近零时，迈克尔逊干涉仪中的干涉条纹会发生变化，不再是同心圆，而是类似于双曲线。
这是因为两片镜子不是绝对平行的，且在相互比较接近的地方，光程差为0，导致左右两边提供的光程差刚好是相反的，从而形成了类似双曲线的干涉条纹。
五、结论总之，迈克尔逊干涉仪是一种测量光程差的精密仪器，它可以通过调整光程差来观察干涉条纹的变化，从而得到材料的长度变化。
迈克尔逊干涉仪
迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是利用干涉条纹精确测定长度或长度改变的仪器.它是迈克尔逊在1881年设计成功的。
迈克尔逊和莫雷应用该仪器进行了测定以太风的著名实验.后人根据此种干涉仪研制出各种具有实用价值的干涉仪。
预备知识⏹光程：光波实际传播的路径与折射率的乘积，⏹光程差：，在杨氏干涉的例子里，它的光程差就可以表示为⏹光程差与相位差的变换关系为：⏹相干条件：两束光满足频率相同，振动方向相同，相位差恒定时即可成为相干光源，这时的光强应表达为：令；对应的位相差为⏹获得相干光光源的两种常见方法1.分波阵面法：从同一波阵面上获取对等的两部分作为子光源成为相干光源；如杨氏实验等。
2.分振幅法：当一束光投射到两种介质的分界面时，它的所有的反射光线或所有的透射光线会聚在一起时即可发生相干；如薄膜干涉等。
⏹迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理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和精密丝相连，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。
当M2和M1’严格平行时，M2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“消失”。
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”一个个条纹。
M2和M1’不严格平行时，则表现为等厚干涉条纹，M2移动时，条纹不断移过视场中某一标记位置，M2平移距离 d 与条纹移动数N 的关系满足。
迈克尔逊干涉仪示意经M2反射的光三次穿过分光板，而经M1反射的光只通过分光板一次.补偿板就是为了消除这种不对称而设置的.在使用单色光源时，补偿板并非必要，可以利用空气光程来补偿；但在复色光源时，因玻璃和空气的色散不同，补偿板则是不可缺少的。
若要观察白光的干涉条纹，两相干光的光程差要非常小，即两臂基本上完全对称，此时可以看到彩色条纹；若M1或M2稍作倾斜，则可以得到等厚的交线处（d=0）的干涉条纹为中心对称彩色直条纹，中央条纹由于半波损失为暗条纹。
迈克尔逊干涉仪实验
迈克尔逊干涉仪实验
一、简介
迈克尔逊干涉仪是一种常见的光学仪器，用于测量光的干涉现象。
它基于干涉
现象原理，利用光程差的变化引起干涉条纹的移动，从而实现光波的干涉测量。
二、实验目的
通过迈克尔逊干涉仪实验，探究光的干涉现象，理解干涉原理，学习干涉仪的
构造和使用方法，提高实验操作能力。
三、实验原理
1.干涉现象：光程差导致两束光发生相对相位差，进而产生干涉现象。
2.干涉条纹：当两束光相干干涉，光强相加或相消形成明暗交替的干
涉条纹。
3.迈克尔逊干涉仪：由分束镜、反射镜、反射板等组成，用于观察光
的干涉现象。
四、实验步骤
1.准备迈克尔逊干涉仪及光源。
2.调整分束镜和反射镜的角度，使两束光交汇。
3.观察干涉条纹，在平移反射镜的同时调整角度，观察条纹的变化。
4.记录实验现象，分析干涉条纹的规律。
五、实验数据
根据实验记录，绘制干涉条纹图，并分析干涉条纹的间距及明暗交替规律。
六、实验结果
通过迈克尔逊干涉仪实验，观察到了清晰的干涉条纹，验证了光的干涉现象。
实验数据显示，干涉条纹的间距与光程差有关，明暗交替规律符合干涉原理。
七、实验结论
迈克尔逊干涉仪实验有效地展示了光的干涉现象，加深了对干涉原理的理解。
实验结果符合理论预期，为光学实验教学提供了有力支持。
八、实验意义
通过迈克尔逊干涉仪实验，提高了学生对光的干涉现象的认识，培养了实验操作能力和数据分析能力，拓展了光学实验的应用范围。
以上为迈克尔逊干涉仪实验的相关内容，希望可以帮助更好地理解光的干涉现象。
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是一种利用干涉现象来测量光波长、长度和折射率的仪器。
它由美国物理学家阿尔伯特·亨利·迈克尔逊于1881年发明。
迈克尔逊干涉仪的原理基于干涉现象，通过将光波分成两束，再将它们重新合并在一起，观察它们的干涉条纹，从而得到有关光的性质和传播的信息。
迈克尔逊干涉仪的基本原理是利用光的干涉现象来测量光的性质。
光波在空间中传播时，会遇到不同介质的折射、反射等现象，这些现象会导致光波相位的改变。
当两束光波重新相遇时，它们的相位差会引起干涉现象，形成明暗条纹。
通过观察这些条纹的变化，可以得到有关光波波长、长度和折射率等信息。
迈克尔逊干涉仪由一个光源、半透镜、分束镜、反射镜和接收屏等部件组成。
光源发出的光波经过半透镜后，被分成两束光，分别通过分束镜反射到两个反射镜上，然后再返回分束镜处重新合并。
当两束光重新相遇时，它们会产生干涉现象，形成明暗条纹在接收屏上。
通过调节反射镜的位置或改变光源的性质，可以观察到不同的干涉条纹，从而得到有关光的性质和传播的信息。
迈克尔逊干涉仪的原理在科学研究和工程应用中具有重要意义。
它可以用来测量光的波长、长度和折射率，也可以用来研究光的干涉、衍射现象，甚至可以应用于光学仪器的精密测量和校准。
迈克尔逊干涉仪的原理和应用广泛存在于物理学、光学、激光技术、天文学等领域。
总的来说，迈克尔逊干涉仪利用光波的干涉现象来测量光的性质和传播的信息。
它的原理简单而重要，在科学研究和工程应用中有着广泛的应用前景。
通过深入理解迈克尔逊干涉仪的原理和特点，我们可以更好地利用光的干涉现象，推动光学仪器的发展和应用。
迈克尔逊干涉仪等倾干涉条纹变化规律及解释
迈克尔逊干涉仪等倾干涉条纹变化规律及解释亲爱的朋友们，今天咱们来聊聊一个挺有意思的话题——迈克尔逊干涉仪的等倾干涉条纹。
这个玩意儿可是物理实验里的宝贝，它就像是一个神奇的镜子，能反映出光的奇妙世界。
咱们今天就一起揭开它的神秘面纱，看看它是怎么工作的，还有那些有趣的现象。
首先得说说什么是迈克尔逊干涉仪。
这玩意儿啊，其实是由两个完全相同的分振幅镜组成的，中间夹着一块半透明的玻璃。
当光通过这块玻璃时，就会发生干涉。
想象一下，如果光线在两条路上走的时候，它们会互相“打招呼”，然后一起跳过去，就像是在跳舞一样。
这就是干涉啦！那么，为什么会出现等倾干涉条纹呢？这其实跟光的偏振有关。
想象一下，如果你把一束阳光当成一条线，那这条线的两端就是光源和接收者。
现在，你用两块镜子把这条线分成了两段，每一段都像是被分成了两半。
这两段光就像是两条平行线，它们之间没有重叠的地方，但它们又像是一个整体，因为光的能量是守恒的。
这就是等倾干涉的原理所在。
接下来，咱们来谈谈干涉条纹的变化规律。
想象一下，当你调整两块镜子的位置，让光路发生变化时，你会发现干涉条纹会随着位置的改变而改变。
这是因为光的偏振方向会发生改变，导致光的强度分布也会跟着变。
所以，当你移动两块镜子，让光路发生变化时，你会看到干涉条纹会随着位置的改变而改变。
当然啦，除了位置的变化，还有其他一些因素也会影响干涉条纹的变化。
比如，当光经过两块镜子时，如果它们的厚度不同，或者它们的折射率不同，都会对干涉条纹产生影响。
这就是为什么我们需要使用精密的仪器来测量干涉条纹的原因。
我想说的是，迈克尔逊干涉仪不仅仅是一个实验工具，它还蕴含着丰富的物理意义。
它让我们更好地理解了光的本质，也让我们对宇宙有了更深入的了解。
希望今天的分享能帮助大家更好地理解迈克尔逊干涉仪，也希望大家能够从中获得乐趣和启发！。
物理实验迈克尔逊干涉仪实验
物理实验迈克尔逊干涉仪实验迈克尔逊干涉仪是一种基于干涉现象的物理实验装置，由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊于1881年发明。
通过迈克尔逊干涉仪实验，我们可以观察到光的干涉现象，并进一步了解光的波动性和光的性质。
在本文中，我们将介绍迈克尔逊干涉仪的实验原理、实验步骤和实验结果的分析。
实验原理：迈克尔逊干涉仪的实验原理基于光的干涉现象和分光反射镜的特性。
迈克尔逊干涉仪由两面相互垂直的镜子组成，其中一面是半透明的分光反射镜。
当光线照射到分光反射镜上时，一部分光线透射通过，一部分光线反射掉。
透射光线和反射光线沿不同的路径传播，最终再次相遇形成干涉现象。
实验步骤：1. 准备实验材料和仪器，包括迈克尔逊干涉仪、光源、干涉纹检测器等。
2. 将迈克尔逊干涉仪放置在水平台上，并确保镜子垂直地安装在支架上。
3. 将光源置于适当的位置，使得光线能够照射到分光反射镜上。
4. 调整分光反射镜的角度，使得反射光线和透射光线的路径长度相等。
5. 打开干涉纹检测器，观察干涉纹的出现和变化。
6. 调整迈克尔逊干涉仪的一面镜子的位置，观察干涉纹的变化，记录实验结果。
实验结果分析：通过迈克尔逊干涉仪的实验，我们可以观察到干涉纹的出现和变化。
干涉纹是由光的干涉产生的亮暗交替的条纹，用于表示光的波动性和光的相位变化。
在实验中，当两束平行光线从迈克尔逊干涉仪的分光反射镜射出后，经过两面镜子的反射和透射，再次相遇时，光线的相位差会引起干涉现象。
如果两束光线的光程差是波长的整数倍，将会有加强干涉现象的出现，形成明条纹；而如果光程差是波长的半整数倍，将会有干涉现象的减弱甚至消失，形成暗条纹。
通过观察干涉纹的出现和变化，我们可以判断出光线的相位差和波长的关系，从而进一步了解光的波动性和干涉现象。
总结：迈克尔逊干涉仪实验是一种基于光的干涉现象的物理实验。
通过观察干涉纹的出现和变化，我们可以了解光的波动性和光的性质。
在实验中，我们需要准备实验材料和仪器，并按照实验步骤进行操作。
迈克尔逊干涉仪
迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是1881年由美国物理学家迈克尔逊和莫雷为研究“以太”漂移而设计制造的精密光学仪器。
历史上，迈克尔逊－莫雷实验结果否定了“以太”的存在，为爱因斯坦建立狭义相对论奠定了基础。
迈克尔逊和莫雷因在这方面的杰出成就获得了1883年诺贝尔物理学奖。
在近代物理学和近代计量科学中，迈克尔逊干涉仪具有重大的影响，得到了广泛应用，特别是20世纪60年代激光出现以后，各种应用就更为广泛。
它不仅可以观察光的等厚、等倾干涉现象，精密地测定光波波长、微小长度、光源的相干长度等，还可以测量气体、液体的折射率等。
迈克尔逊干涉仪是历史上最著名的经典干涉仪，其基本原理已经被推广到许多方面，研制成各种形式的精密仪器，广泛地应用于生产和科学研究领域。
实验内容1、调节和观察非定域干涉条纹。
在屏上看到非定域的同心圆干涉条纹，且圆心位于光场的中间。
观察中心条纹的“冒出”或“缩进”、干涉条纹的粗细和密度变化规律（即与平面镜M 1和M‘2之间距离d的关系），并解释之。
2、利用非定域干涉条纹测量He－Ne激光波长。
3、与理论值比较，计算百分误差。
4、调节和观察等倾干涉条纹。
调出严格的等倾干涉条纹，观察总结条纹粗细和密度（间距）的变化规律，并解释之。
5、调节和观察等厚干涉条纹。
调出等厚干涉条纹，观察总结条纹形状、粗细和密度（间距）的变化规律，并解释之。
6、测钠光的双线波长差。
实验的重与难点1、掌握迈氏干涉的干涉原理。
2、干涉环的调节。
实验操作过程难度比较大，实验技巧与实验原理紧密相连。
操作时必须手脑并用，仔细观察，细心调节。
仪器简介1、迈克尔逊干涉仪：实现各种干涉现象，测定光波波长。
2、He－Ne激光器：相干光源，发出波长为6328埃的单色光。
预习要求1、了解迈克尔逊干涉仪的基本原理和组成结构。
2、理解非定域干涉、等倾干涉和等厚干涉的基本原理和干涉条纹形成条件。
3、了解迈克尔逊干涉仪的调整方法和读数方法。
4、了解用迈克尔逊干涉仪测定光波波长的基本原理和方法。
迈克尔逊干涉仪干涉实验原理
迈克尔逊干涉仪干涉实验原理1. 干涉仪的初步认识嘿，朋友们，今天咱们聊聊一个非常酷的东西——迈克尔逊干涉仪。
这可不是个什么稀奇古怪的仪器，而是物理学中一个闪闪发光的明星，简直就像是科学界的魔术师，能把光的秘密一一揭开。
你可能会问，干涉仪到底是个啥？简单来说，它是用来研究光的波动性质的。
光，咱们每天都在用，但其实它的很多特性还是个谜，而干涉仪就像是一个侦探，能帮我们揭开这些谜团。
说到干涉，咱们就得聊聊波。
想象一下，水面上的涟漪，波浪一层层的推来，互相叠加，有的地方水面高，有的地方低。
这种现象在光中也同样存在。
光是一种波，而当两束光波碰撞时，它们可以互相“合作”或者“争斗”，产生干涉现象。
哈哈，是不是有点意思？这就像一场舞会，有些光波在一起跳得欢快，有些则在角落里默默伤心。
2. 干涉仪的工作原理2.1 分光镜的作用咱们先从干涉仪的结构说起。
迈克尔逊干涉仪主要由一个光源、一个分光镜、两面反射镜和一个接收屏组成。
想象一下，这个分光镜就像个交际花，把光波分成两部分。
一束光朝着一个方向走，另一束光则去另一个方向。
你说这两束光波分开后会发生什么？就像朋友分开后去不同的派对，最后又回到一起，会发生怎样的火花呢？2.2 反射与重合这两束光分别在各自的路线上行进，经过反射镜的反射，它们又回到了分光镜那里。
在这里，嘿嘿，光波再次相遇。
你想想，刚刚在不同派对上玩得热火朝天的它们，现在又在同一个地方碰面了。
此时，它们会根据走的路程和相位的不同，互相“干扰”。
有些地方它们会合在一起，亮亮的；有些地方则会相互抵消，变得暗淡。
这种奇妙的现象，就是干涉的结果。
3. 干涉条纹的形成3.1 观察结果当我们仔细观察接收屏时，就能看到一系列明暗交替的条纹，哇，简直像是一幅美丽的光影画卷。
这些条纹可不是随便来的，它们是光波相互作用的结果。
亮的地方表示光波加强了，而暗的地方则是光波相互抵消了。
就好比人生中的高峰和低谷，光的世界也是一波三折，真是让人感慨万千。
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迈克尔孙干涉仪
赵龙宇 PB06005068
本实验的目的是了解迈克尔孙干涉仪的原理、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性的认识。
实验原理
1． 迈克尔孙干涉仪的结构和原理
迈克尔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 的一面镀上半反射膜，M 1、M 2为平面反射镜，M 2是固定的，M 1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 ，M 1和M 2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M 1和M 2反射，分别通过A 的两表面射向观察处O ，相遇而发生干涉，B 作为补偿板的作用是使（1）、（2）两束光的光程差仅由M 1、M 2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M 1镜外，还可通过A 的半反射膜看到M 2的虚像M ’2，M 1与M 2镜所引起的干涉，显然与M 1、M ’2引起的干涉等效，M 1和M ’2形成了空气“薄膜”，因M ’2不是实物，故可方便地改变薄膜的厚度（即M 1和M ’2的距离），甚至可以使M 1和M ’2重叠和相交，在某一镜面前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． 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M 1、M ’2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2λ（反射时附加2
λ），故产生直线黑纹，即所谓的中央条纹，两旁有对称分布的彩色条纹。
d 稍大时，因对各种不同波长的光，满足明暗条纹的条件不同，所产生的干涉条纹明暗互相重叠，结果就显不出条纹来。
只有用白光才能判
断出中央条纹，利用这一点可定出d=0的位置。
（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M 1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
)1(2-=∆n l L
因而中央条纹移出视场范围，如果将M 1向A 前移d ，使2
L d ∆=
，则中央条纹会重新出现，测出d 及l ，可由下式
)1(-=n l d （6）
求出折射率n 。
实验内容：
调节观察白光干涉条纹，测透明薄片的折射率。
具体如下：
1、旋转干涉仪底座下的螺母，调节仪器水平；
2、打开激光电源调整激光器出射光束的方位使激光束垂直照射到M 2 镜的中部，此时在毛玻璃屏上可看到两排横向分布的小激光点；
3、调节M 2 镜背面的3个微调螺丝，使两排小激光斑点中两个最亮的光点重合；
4、将扩束镜插入光路，在毛玻璃屏上看到弧形干涉条纹，仔细调节M 2 镜背面的3个微调螺丝，使在毛玻璃屏上看到一组同心圆等倾干涉条纹；
5、转动干涉仪的大鼓轮使标尺的示数在35mm ，反时针转动大鼓轮，减小M 1、M 2 镜的光程差，找到其光程差接近为0的位置；
6、关闭激光器，打开白光源，移开毛玻璃屏，反时针转动小鼓轮，观察分光板，直至在分光板上出现彩色条纹（板中央为黑色暗纹）。
记下标尺示数；
7、光路中放入样品薄膜，继续反时针转动小鼓轮，观察分光板，直至在分光板上再次出现彩色条纹（板中央为黑色暗纹）。
记下标尺示数；
8、两次标尺读数之差即放入样品薄膜后增加的光程差。
9、重复5—9步骤3次，用测量数据计算出薄膜的折射率，并计算结果的不确定度。
实验数据：l=0.185mm
∵d̅=l(n−1)
∴n̅=1+d̅
l
=1+
0.09978
0.185
=1.539
误差计算：
∵∆n=∆d
l ∴u n=u d
l
，先考虑d的不确定度，从而定出n的。
对于A类不确定度，此时n=3
u A=√∑(d i−d̅)2 n
i=1
n(n−1)
=√(0.10327−0.09978)2+(0.09983−0.09978)2+(0.09623−0.09978)2
mm
=2.032×10−3mm
做t因子修正则在P=0.68下，tu A=1.32×2.032×10−3mm=2.683×10−3mm 对于B类不确定度：
仪器为千分尺，查书得∆
仪=4×10−3mm，而估度误差为∆
估
=5×10−5mm，
相对仪器误差很小。
由于每次测量d需读两次千分尺的值，且千分尺误差服从正态分布，置信系数C=3
∴u B=√∆
仪
2+∆
估
2
=
√(4×10−3)2+(5×10−5)2
mm=1.333×10−3mm
∴u d=√u A2B2=√(2.683−32−32mm =2.996×10−3mm
∴u n=u d
l
=
2.996×10−3
0.185
=0.016
∴n=n̅±u n=1.539±0.016P=0.68
实验中要注意的问题：
1.在开始时用大滚轮调节较快，但在这之前要将小滚轮调至刻度0点。
在圆环
已经很大时，由于螺丝钉的微小移动都会对圆环造成很大影响，此时可以考虑用手轻压螺丝钉以判断其圆环移动的方向，从而防止圆环跑出屏幕范围，造成不必要的麻烦。
2.第二次出现的彩色条纹较第一次模糊很多，且在两次过程中条纹都是一个连
续范围内存在的。
故如何选择测量点成为了一个问题。
我的做法是在刚看到条纹时记录位置，这样两次都是在刚出现时记录，从而减小误差。
3.若在测量过程中不小心调过了，不能将其直接调回至彩色条纹出现处，这样
会出现回程差，从而产生误差，应该重新测量。
思考题：
1．从图3.1.1-1中看，如果把干涉仪中的补偿板B去掉，会影响到哪些测量？哪些测量不受影响？
答：补偿板的作用为使在A上分离的两束光光程差一致，即由于反射光在投到毛玻璃前经历了3次折射，而若没有B，则折射光将只有一次折射，故加上B 后使两束光均为3次折射，使两束光的光程差仅由M1，M2与板的距离有关。
所以此时对于d1和d2的值，由于与其测量有关，均会发生改变。
但d= d1−d2仅与相对距离有关，故不会变化，故最后测得的厚度值及折射率也不会变化。