迈克尔逊干涉仪.ppt

迈克耳逊干涉仪
目录
实验背景
实验目的
实验原理
仪器介绍
实验内容与步骤
数据处理
思考题
,经过不同路径再相遇时,如果光程差小于该束光的相干长度,将会出现干涉现象。迈克尔逊干涉仪是一种利用分割光波振幅的方法实现干涉的精密光学仪器。
自1881年问世以来,迈克尔逊用它完成了三个著名实验:否定“以太”的迈克尔逊—莫雷实验;光谱精细结构和利用光波波长标定长度单位。
迈克尔逊干涉仪结构简单、光路直观、精度高,。


学会调节和使用迈克尔逊干涉仪;
观察迈克尔逊干涉仪的干涉现象,理解等倾干涉条纹和等厚干涉条纹的产生与特点;
使用迈克尔逊干涉仪测定钠双线平均波长。
迈克尔逊干涉仪光路
空气薄膜的等倾干涉
空气薄膜的等厚干涉

迈克尔逊干涉仪光路
P1和P2是两块完全相同的玻璃板,在P1的后表面上镀有半透明的银膜,能使入射光分为振幅相等的反射光和透射光,称为分光板。P1和P2与M1和M2成45°角。
由光源发出的光束,通过分光板P1分成反射光束1和透射光束2,分别射向M2和M1,并被反射回到P1。由于两束光是相干光,从而产生干涉。
干涉仪中P2称为补偿板,是为了使光束2同光束1一样三次通过玻璃板,保证两光束间的光程差不致过大。
由于P1银膜的反射,使在M2附近形成M1的一个虚象M1’。则光束1和光束2的干涉等效于由M2和M1’之间空气薄膜而产生。
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空气薄膜的等倾干涉
P1银膜的反射,使在M2附近形成M1的一个虚象M1’,光束1和光束2的干涉等效于M2和M1’反射光的干涉。 M2与M1’平行时, M2 与M1’之间的空气薄膜的厚度d为常数。
当光线垂直入射时,M2 与M1’反射光束的光程差为2d,等效于S2与S1’两个相距2d两相干光源发出的光。
相干光束
空气薄膜的等倾干涉
光线以任意角度入射时,光程差Δ,与空气薄膜d、光线入射角θ有关,空气折射率n=1。
d不变时,θ相同的地方形成一条圆环,这些干涉条纹为等倾干涉条纹。
透镜
空气薄膜d的厚度变化,与条纹的改变数成正比,即d改变λ/2,即可冒出或消失一圈明环或一圈暗环。
空气薄膜的等倾干涉
则待测光的波长为:
N,为条纹变化数;
Δd,为M2和M1’间空气薄膜的厚度改变量。
空气薄膜的等厚干涉