迈克尔逊干涉仪.docx

1 迈克尔逊干涉仪【实验目的】 。 、等厚干涉和非定域干涉,并用非定域干涉测量氦氖激光波长。 ,测量光源的相干长度。【仪器用具】迈克尔逊干涉仪、氨氖激光器、白光光源、小孔光阑、短焦距小透镜。【实验原理】 为干涉仪的实物图。干涉仪由活动反光镜、固定反光镜、固定螺钉、补偿板、分光板、毛玻璃屏、刻度轮、刻度轮止动螺钉、微量读数鼓轮、调节螺钉等组成。图2为其光路示意图。其中 1M 和 2M 为两平面反射镜, 1M 可在精密导轨上前后移动,而 2M 是固定的。 1P 是一块平行平面板,板的第二表面近 2P 面涂以半反射膜,它和全反射镜 1M 成?45 角。 2P 是一块补偿板,其厚度及折射率和 1P 完全相同,且与 1P 平行,它的作用是补偿两路光的光程差,使干涉图样不会畸变, 保证白光干涉时彩色条纹形成。图1图2 1、活动反光镜;2、固定反光镜;3、固定螺钉;4、补偿板;5、分光板;6、毛玻璃屏; 7 、刻度轮; 8 、刻度轮止动螺钉; 9 、微量读数鼓轮; 10、 11、 12 、调节螺钉 2 放松刻度轮止动螺钉,转动刻度轮,可使反射镜 1M 沿精密导轨前后移动, 当锁紧止动螺钉,转动微量读数鼓轮时,通过蜗轮杆系统可转动刻度轮,从而带动 1M 微微移动,微量读数鼓轮最小格值为 4 10 ?mm ,可估读到 5 10 ?mm ,刻度轮最小分度值为 2 10 ?mm。 1M 的位置读数由导轨上标尺、刻度轮和微量读数鼓轮三部分组成。反射镜 2M 背后有三个螺钉,用以调节 2M 的倾斜度,它的下方还有两个垂直的微调螺丝,以便精确调节 2M 的方位。 ,这取决于光源的性质,而定域干涉又可分为等倾干涉和等厚干涉,这取决于 1M 和 2M 是否垂直,也就是说 1M 和 2M ?是否平行。 2M ?是反射镜 2M 被分光板 1P 反射所成的虚像。当使用扩展的面光源时,只能获得定域干涉。 1M 和 2M ?,互相平行时,得到的是相当于平行平面板的等倾干涉条纹,其干涉花样定位于无限远,如果在E处放一会聚透镜,并在其焦平面上放一屏,则在屏上可观察到一组组的圆心圆。对于入射角 i相同的各束光,如图 3所示,其光程差均为: id cos 2??(1) 对于第 K级亮条纹显然是由满足下式的入射光反射而成的: ?kid??? cos 2 (2) 在同心圆的圆心处 i=0,干涉条纹图3 等倾干涉光路原理图 1M 、2M 的级数最高,此时有, 为平面反射镜,1P 为分光板,S 为扩展?kd???2 (3) 面光源, L 为成像透镜, F 为观察屏当移动 1M 间隔 d 增加时,圆心的干涉级次增加,我们就可看到中心条纹一个一个向外“冒”出;反之,当 d减小时,中心条纹将一个一个地“缩”进去。每“冒出”或“缩进”一个条纹,d就增加或减小了 2?。如果测出 1M 移动的距离d?,数出相应的“冒出”或“缩进”的条纹个数 k?, 就可以算得激光的波长 kd???2?。 3 -Ne 激光做光源,使激光通过扩束镜会聚后发散,此时就得到一个相干性很好的点光源。它发出的球面波先被分光板 1P 分光,然