典型的双光束干涉系统及其应用

(37)
角半径表征了条纹的半径 大小 平板厚度越大，条纹角半 径就越小，条纹半径越小
角间距表征了相邻两条纹 之间的距离 靠近中心的条纹较疏，离 中心越远的条纹约密
4
当 M1 向 M’2 移动时(虚平板厚度减小)，圆环条纹向中心 收缩，并在中心一一消失。条纹会变粗(因为 h 变小，角
间距Δθ1变大)，同一视场中的条纹数变少。
11.5 典型的双光束干涉系统及其应用 二、迈克尔逊干涉仪 迈克尔逊干涉仪是迈克尔逊和莫雷设计出来的一种 利用分割光波振幅的方法实现干涉的精密光学仪器。
迈克尔逊（1852~1931），美国物理 学家 ，主要贡献在于光谱学和度量 学，获1907年诺贝尔物理学奖。
1
迈克尔逊干涉仪是1881年迈克尔逊设计制作的，它闻 名于世是因为迈克尔逊曾用它作过三个重要的实验：
12
量值溯源 各个国家计量机构计量型原子力显微镜（C-AFM）通 过激光干涉仪将微纳米测量溯源于激光波长标准。
13
M1 M 2
K
Ⅰ
A E
ⅡJ
D
C
T
M2
P
10
M1
A M2
S
B
在迈克耳孙干涉仪的两臂中分别引入 10 厘米长 的玻璃管 A、B ，其中一个抽成真空，另一个在 充以一个大气压空气的过程中观察到107.2 条条 纹移动，所用波长为546nm。
Biblioteka Baidu
求空气的折射率？
11
激光比长仪 应用迈克尔逊干涉仪和稳频He-Ne激光器可以进行长 度的精密计量。在图所的装置中，光电计数器用来记 录干涉条纹的数目, 光电显微镜给出起始和终止信号.
整个仪器的原理就是 双光束干涉
M1 M 2
K
Ⅰ
A E
ⅡJ
D
C
T
M2
P
3
迈克尔逊干涉仪的等倾干涉
如果调节M2，使得 M’2 与 M1 平行，所观察到的干涉 图样就是一组等倾干涉圆环。可以利用干涉环的角半 径和角间距理论来分析
条纹角半径
1N
1 n'
n
h
N 1 q
(36)
条纹角间距
1
n 2n '2 1h
M 2
M1
6
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
迈克尔逊干涉仪的等厚干涉
如果调节 M2，使 M2 与 M1 相互倾斜 一个很小的角度， 且当M2与M1比较 接近，观察面积很 小时，所观察到的 S 干涉图样近似是定 域在楔表面上或楔 表面附近的一组平 行于楔边的等厚条 纹。
M1 M 2
K
Ⅰ
A E
D
C
T
P
可以利用等厚干涉理论来分析
ⅡJ
M2
8
9
迈克尔逊干涉仪的 主要优点是两束光 完全分开，并可由 一个镜子的平移来 改变它们的光程差， 因此可以很方便地 S 在光路中安置测量 样品。这些优点使 其有许多重要的应 用，并且是许多干 涉仪的基础。
M1
M1
M 2
M 2
有干涉理论可知，当中心消失一个两条纹的时候，M1
就会移动一个/2的距离。于是，根据视场中心条纹消
失或者冒出的数目，我们可以确定M1移动的距离。
h N
2
5
当 M1与 M’2完全重合时，因为对于各个方向入射光 的光程差均相等，所以视场是均匀的。
M
与
1
M 2
重合
如果继续移动 M1，使 M1 逐渐离开M2 ，则条纹不断 从中心冒出，并且随虚平板厚度的增大，条纹越来 越细且变密。
①迈克尔逊—莫雷以太漂移实验； ②第一次系统地研究了光谱线的精细结构； ③首次将光谱线的波长与标准米进行了比较，建立 了以光波长为基准的标准长度。
2
迈克尔逊干涉仪的结构
M2关于D的像M’2与 M1平行与否，所成的 虚空气平板就会有虚 平行平板和虚楔形平 板之分。
光线I和II是从通过一 S 条光线经过D分光获 得。