迈克尔逊干涉实验报告南昌大学

南昌大学物理实验报告

课程名称：大学物理实验

实验名称：迈克尔逊干涉仪

学院：机电工程学院专业班级：能源与动力工程162班

学生姓名：韩杰学号：5902616051

实验地点：基础实验大楼座位号：

一、实验目的：

（1）了解迈克尔逊干涉仪的原理和调整方法。

（2）测量光波的波长和钠双线波长差。

二、实验原理：

1.迈克尔逊干涉仪结构原理

图1是迈克尔逊干涉仪光路图，点光源S发出的光射在分光镜G1，G1右表面镀有半透半反射膜，使入射光分成强度相等的两束。反射光和透射光分别垂直入射到全反射镜M1和M2，它们经反射后再回到G1的半透半反射膜处，再分别经过透射和反射后，来到观察区域E。如到达E处的两束光满足相干条件，可发生干涉现象。

G2为补偿扳，它与G1为相同材料，有相同的厚度，且平行安装，目的是要使参加干涉的两光束经过玻璃板的次数相等，波阵面不会发生横向平移。

M1为可动全反射镜，背部有三个粗调螺丝。

M2为固定全反射镜，背部有三个粗调螺丝，侧面和下面有两个微调螺丝。

2.可动全反镜移动及读数

可动全反镜在导轨上可由粗动手轮和微动手轮的转动而前

后移动。可动全反镜位置的读数为：

××.□□△△△ (mm)

（1）××在mm刻度尺上读出。

（2）粗动手轮：每转一圈可动全反镜移动1mm，读数窗口内刻度盘

转动一圈共100个小格，每小格为0.01mm，□□由读数窗口内刻度

盘读出。

（3）微动手轮：每转一圈读数窗口内刻度盘转动一格，即可动全反

镜移动0.01mm，微动手轮有100格，每格0.0001mm，还可估读下一位。△△△由微动手轮上刻度读出。

注意螺距差的影响。

3.He-Ne激光器激光波长测试原理及方法

光程差为： 2cos d δθ=

(2cos (21) ()2

k d k λδθλ

==+⎧⎪

⎨⎪⎩明纹)暗纹 当θ=0时的光程差δ最大，即圆心所对应的干涉级别最高。转动手轮移动M 1，当d 增加时，相当于增大了和k 相应的θ角（或圆锥角），可以看到圆环一个个从

中心“冒出” ；若d 减小时，圆环逐渐缩小，最后“淹没”在中心处。

每“冒”出或“缩”进一个干涉环，相应的光程差改变了一个波长，也就是M 1与M 2

’之间距离变化了半个波长。 若将M 1与M 2

’之间距离改变了△d 时，观察到N 个干涉环变化，则

2

d N λ

∆=⋅

或

2d

N

λ∆=

由此可测单色光的波长。

4.钠双线波长差的测量原理和测量方法

从条纹最清晰到条纹消失由于M 1移动所附加的光程差：

1212()m L k k λλ==+

钠双线波长差:2

2m

L λλ∆=

L m 是视场中的条纹连续出现两次反衬度最低时M 1所移动的距离。

二、 实验仪器：

迈克尔逊干涉仪、He-Ne 激光器、钠光灯、扩束镜

三、 实验内容和步骤：

1.测He-Ne 激光的波长

(1)激光直接照射到分光板中部，调整调节螺丝使观察屏上的最大最亮的2个反射点严格重合。

(2)放入扩束镜,使光斑均匀地射到分光板上，调节拉簧螺丝，使屏上出现的圆环的圆心移动到观察屏中央。

m L +∆λ∆