迈克尔逊干涉仪.doc

。。 预备知识n       光程:光波实际传播的路径与折射率的乘积,n       光程差:,在杨氏干涉的例子里,它的光程差就可以表示为 n       光程差与相位差的变换关系为:n       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 n       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。 n       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,,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。 实验内容n       观察非定域干涉条纹,干涉条纹的形状、疏密及中心“吞”、“吐”条纹随光程差的改变而变化情况;n       测量He-Ne激光的波长,利用公式计算,用适当的数据处理方法求出值;n       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;n       测量钠黄光的相干长度,观察氦氖激光的相干情况;n       调节观察白光干涉条纹,测定透明薄片的折射率. 实验重点n       迈克尔逊干涉仪的干涉原理;n       非定域干涉和时间相干性;n       测量激光波长和介质的折射率. 实验难点n       等臂情况下的白光干涉条纹的调节;n       有测量介质条件下