实验40用迈克尔逊干涉仪测量氦氖激光器波长.docx

实验40用迈克尔逊干涉仪测SMM激光器波长一、实验目的
了解迈克尔逊干涉仪的结构及调整方法，并用它测光波波长
通过实验观察等倾干涉现象二、实验仪器
氮氧激光器、迈克尔逊干涉仪（250nm）、透镜、毛玻璃等。
迈克尔逊干涉仪外形如图一
实验40用迈克尔逊干涉仪测SMM激光器波长一、实验目的
了解迈克尔逊干涉仪的结构及调整方法，并用它测光波波长
通过实验观察等倾干涉现象二、实验仪器
氮氧激光器、迈克尔逊干涉仪（250nm）、透镜、毛玻璃等。
迈克尔逊干涉仪外形如图一所示。
其中反射镜Mi是固定的，M2可以在导轨上前后移动，以改变光程差。反射镜M2的移动采用蜗轮蜗杆传动系统，转动粗调手轮（2）可以实现粗调。M2移动距离的毫米数可在机体侧面的毫米刻度尺（5）上读得。通过读数窗口，在刻度盘（3）；转动微调手轮（1）可实现微调，微调手轮的分度值为1x10-4mm。可估读到10-5mm。Mi、M2背面各有3个螺钉可以用来粗调M1和M2的倾度，倾度的微调是通过调节水平微调（15）和竖直微调螺丝（16）来实现的。
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三、实验原理
仪器基本原理
迈克尔逊干涉仪的光路和结构如图二所示。M1、M2是一对精密磨光的平面反射镜。P1、P2是厚度和折射率都完全相同的一对平行玻璃板，与M1、M2均成45°角。P1的一个表面镀有半反半透膜，使射到其上的光线分为光强度差不多相等的反射光和透射光；P1称为分光板。当光照到P1上时，在半透膜上分成相互垂直的两束光，透射光（1）射到M1,经M1反射后，透过P2,在P1的半透膜上反射后射向E;反射光（2）射到M2,经M2反射后，透过P1射向E。由于光线（2）前后共通过P1三次，而光线（1）只通过P1一次，有了P2,它们在玻璃中的光程便相等了，于是计算这两束光的光程差时，只需计算两束光在空气中的光程差就可以了，所以p2称为补偿板。当观察者从E处向Pl看去时，除直接看到M2夕卜还看到Mi的像Mi,。于是（1）、（2）两束光如同从M2与Mi,反射来的，因此迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉和M"卬2间“形成”的空气薄膜的干涉等效。
干涉条纹的图样
本实验用He-Ne激光器作为光源（见图三），激光S射向迈克尔逊干涉仪，点光源经平面镜Mi、M2反射后，相当于由两个点光源Si,和S2,发出的相干光束。S，是S的等效光源，是经半反射面A所成的虚像。
Si'是S'经Mi'所成的虚像。S2'是S'经M2所成的虚像。由图三可知，只要观察屏放在两点光源发出光波的重叠区域内，都能看到干涉现象。
如果M2与Mi'严格平行，且把观察屏放在垂直于Si'和的连线上，就能看到一组明暗相间的同心圆干涉环，其圆心位于S"S2'轴线与屏的交点Po处，从图四可以看出Po处的光程差△L=2d,屏上其它任意点P'或P〃的光程差近似为L2dcos（i）式中为S2，射到P”点的光线与M2法线之间的夹角。当2dcosk时，为明纹；当2dcos（2kI）/2时，为暗纹。
由图四可以看出，以Po为圆心的圆环是从虚光源发出的倾角相同的光线干涉的结果，因此，称为“等倾干涉