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迈克尔逊干涉仪实验报告一、实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理。
2、观察等倾干涉和等厚干涉条纹，加深对干涉现象的理解。
3、学会使用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长。
二、实验原理迈克尔逊干涉仪是一种分振幅双光束干涉仪，其光路图如下图所示：此处可插入迈克尔逊干涉仪光路图光源 S 发出的光经过分光板 G1 分成两束光，一束光反射后到达反射镜 M1，另一束光透射后到达反射镜 M2。
两束光分别被 M1 和 M2反射后，再次回到分光板 G1，并在观察屏 E 处相遇发生干涉。
当 M1 和 M2 严格垂直时，观察到的是等倾干涉条纹。
此时，两束光的光程差为：＄＼Delta ＝ 2d\cos\theta$其中，d 为 M1 和 M2 之间的距离，θ 为入射光与 M1 或 M2 法线的夹角。
当光程差满足：＄＼Delta ＝ k\lambda$ （k 为整数）时，出现亮条纹；当光程差满足：＄＼Delta ＝（k ＋＼frac{1}｛2}）＼lambda$时，出现暗条纹。
当 M1 和 M2 不严格垂直时，观察到的是等厚干涉条纹。
此时，两束光的光程差主要取决于 M1 和 M2 之间的距离变化。
三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、HeNe 激光器、扩束镜、毛玻璃屏等。
四、实验步骤1、仪器调节调节迈克尔逊干涉仪的底座水平，使干涉仪处于水平状态。
调节 M1 和 M2 背后的三个微调螺丝，使 M1 和 M2 大致垂直。
打开 HeNe 激光器，使激光束经过扩束镜后均匀地照射在分光板G1 上，并在毛玻璃屏上看到清晰的光斑。
调节 M1 或 M2 的位置，使屏上出现圆形的等倾干涉条纹。
2、观察等倾干涉条纹仔细调节 M1 或 M2 的位置，使干涉条纹清晰、对比度高。
观察条纹的形状、疏密和级次分布，记录条纹的变化情况。
3、测量光波波长沿某一方向缓慢移动 M1，观察条纹的“冒出”或“缩进”现象，并记录条纹变化的条数 N 和 M1 移动的距离Δd。
迈克尔逊干涉仪》实验报告一、引言迈克尔逊曾用迈克尔逊干涉仪做了三个闻名于世的实验：迈克尔逊-莫雷以太漂移、推断光谱精细结构、用光波长标定标准米尺。
迈克尔逊在精密仪器以及用这些仪器进行的光谱学和计量学方面的研究工作上做出了重大贡献，荣获1907年诺贝尔物理奖。
迈克尔逊干涉仪设计精巧、用途广泛，是许多现代干涉仪的原型，它不仅可用于精密测量长度，还可以应用于测量介质的折射率，测定光谱的精细结构等。
二、实验目的（1）了解迈克尔逊干涉仪的光学结构及干涉原理，学习其调节和使用方法（2）学习一种测定光波波长的方法，加深对等倾的理解（3）用逐差法处理实验数据三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、扩束镜等。
四、实验原理迈克尔逊干涉仪是l883年美国物理学家迈克尔逊（A.A.Michelson）和莫雷（E.W.Morley）合作，为研究“以太漂移实验而设计制造出来的精密光学仪器。
用它可以高度准确地测定微小长度、光的波长、透明体的折射率等。
后人利用该仪器的原理，研究出了多种专用干涉仪，这些干涉仪在近代物理和近代计量技术中被广泛应用。
1.干涉仪的光学结构迈克尔逊干涉仪的光路和结构如图1与2所示。
M1、M2是一对精密磨光的平面反射镜，M1的位置是固定的，M2可沿导轨前后移动。
G1、G2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。
G1的一个表面镀有半反射、半透射膜A，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；G1称为分光板。
当光照到G1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G2，在G1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G1射向E。
由于光线（2）前后共通过G1三次，而光线（1）只通过G1一次，有了G2，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G2称为补偿板。
大学物理实验迈克尔孙干涉仪一．实验原理1．迈克尔孙干涉仪的结构和原理2. 点光源产生的非定域干涉即M1和M2之间的距离每改变半个波长，其中心就“生出”或“消失”一个圆环。
两平面反射镜之间的距离增大时，中心就“吐出”一个个圆环。
反之，距离减小时中心就“吞进”一个个圆环，同时条纹之间的间隔（即条纹的稀疏）也发生变化。
由式可知，只要读出干涉仪中M1移动的距离△h和数出相应吞进（或吐出）的环数就可求得波长。
3. 条纹的可见度利用上式可测出纳黄光双线的波长差4. 时间相干性问题长差越小，光源的单色性越好，相干长度就越长，所以上面两种解释是完全一致的。
t m则用下式表示钠光灯所发射的谱线为589.0nm与589.6nm，相干长度有2cm。
氦氖激光器所发出的激光单色性很好，其632.8nm的谱线，只有10-14~10-7nm，相干长度长达几米到几公里的范围。
对白光而言，其和λ是同一数量级，相干长度为波长数量级，仅能看到级数很小的几条彩色条纹。
5．透明薄片折射率（或厚度）的测量（1）白光干涉条纹（2）固体透明薄片折射率或厚度的测定当视场中出现中央条纹之后，在M1与A之间放入折射率为n、厚度为l的透明物体，则此时程差要比原来增大因而中央条纹移出视场范围，如果将M1向A前移d，使，则中央条纹会重新出现测出d和l求出折射率n。
二．实验步骤1.测量He-Ne激光的波长①调整好干涉仪，为实验做好准备。
②打开He-Ne激光器，在光源前放一小孔光栏，调节M2上的三个螺钉，从小孔初设的激光束，经M1，M2反射后，在观察屏上重合。
③去掉小孔光栏，换上焦距透镜而使光源成为发散光束，在两光程差不太大时，在毛玻璃屏上即可观察到干涉条纹，轻轻调节M2后的螺钉，应出现基本在中心的圆纹。
④测量He-Ne激光的波长。
轻轻转动微动转轮，移动M1，中心每出生或吞进n个条纹，记下移动的距离，用公式2h/n求出波长。
2.测量钠波波长，波长差及相干长度①波长测量同激光波长的测量②慢慢移动M1，增加光程差，条纹可见度下降，乃至看不清，测出两不可见位置的距离差L=t1-t2，即可求出波长。
迈克尔逊干涉仪实验报告
实验日期，2022年10月15日。
实验地点，XX大学物理实验室。
实验人员，XXX。
实验目的：
1. 了解迈克尔逊干涉仪的工作原理；
2. 学习如何使用迈克尔逊干涉仪进行干涉实验；
3. 掌握干涉条纹的观察及分析方法。
实验装置及原理：
迈克尔逊干涉仪由半反射镜、全反射镜、光源和接收屏等组成。
光源发出的光线经半反射镜分为两束，分别经过不同路径反射后再
次汇聚在接收屏上，形成干涉条纹。
当两束光程差为整数倍波长时，
会出现明暗相间的干涉条纹。
实验步骤及结果：
1. 调整迈克尔逊干涉仪，使两束光线重合在接收屏上；
2. 观察接收屏上的干涉条纹，记录条纹的数量和间距；
3. 逐渐改变其中一束光线的光程，再次观察干涉条纹的变化。
实验结果表明，当两束光线的光程差为整数倍波长时，干涉条纹明暗相间；当光程差为半波长时，干涉条纹全部为暗纹。
通过改变光程差，我们成功观察到了干涉条纹的变化规律。
实验总结及自查：
通过本次实验，我对迈克尔逊幋涉仪的工作原理有了更深入的了解，并学会了如何观察和分析干涉条纹。
在实验过程中，我注意到了一些问题，例如在调整干涉仪时需要更加细致耐心，以确保两束光线的重合。
下次在进行类似实验时，我会更加注意这些细节，以提高实验的准确性和可靠性。
实验报告编写人，XXX。
日期，2022年10月20日。
迈克尔逊干涉仪实验报告引言迈克尔逊干涉仪是一种利用光的干涉现象测量间距的仪器。
它是由美国物理学家亚伯拉罕·迈克尔逊于1881年发明的。
迈克尔逊干涉仪广泛应用于光学、激光技术、光纤通信等领域。
本实验旨在通过搭建迈克尔逊干涉仪并进行实验，了解其原理和应用。
实验设备•He-Ne氦氖激光器•1/10波片•片玻璃•半反射膜•波长计•读数显微镜•测距器实验原理迈克尔逊干涉仪利用光的波动性和波的干涉原理进行测量。
它由一个分束器、一面半反射镜、两面平行平板镜和一个光源组成。
光源发出的光经过分束器分为两束，一束经过半反射镜反射，另一束直接透射，然后它们分别在两面平行平板镜上反射，并最后再次汇聚在一起。
当两束光相遇时，会产生干涉现象。
通过调节其中一个平板镜的位置，可以使反射光程差发生变化，从而观察到干涉现象的变化。
实验步骤1.搭建迈克尔逊干涉仪。
安装好分束器、半反射镜和两面平行平板镜，并精确调整位置和方向。
2.打开He-Ne氦氖激光器，并调整光源位置和方向，使得光能够正常通过分束器。
3.将1/10波片放置在半反射镜旁边的光路上，调整它的角度，使得一部分光能够通过。
4.在反射光路上插入片玻璃，观察干涉条纹。
5.通过调整其中一个平板镜的位置，改变反射光程差，观察干涉条纹的变化。
6.使用读数显微镜和测距器，测量不同光程差下的干涉条纹的移动和位置。
实验结果与分析在实验中，我们观察到了干涉条纹的变化。
随着平板镜位置的调整，干涉条纹的位置发生了移动。
通过测量不同光程差下的干涉条纹的移动，我们得到了一组数据。
根据这组数据，我们可以计算出光的波长。
结论通过利用迈克尔逊干涉仪进行实验，我们成功观察到了干涉条纹的变化，并进行了测量。
实验结果证实了迈克尔逊干涉仪的原理，并且得到了光的波长的计算值。
迈克尔逊干涉仪在光学和激光技术中有着广泛的应用，了解和掌握它的原理和使用方法对于进一步研究和应用光学技术具有重要意义。
参考文献1.Smith, Robert W. (1998).。
大学物理仿真实验迈克尔逊干涉仪大学物理仿真实验------迈克尔逊干涉仪实验名称:迈克尔逊干涉仪实验目的:1了解迈克尔孙干涉仪的原理、结构和调节方法。
2观察非定域干涉条纹。
3测量氦氖激光的波长。
4并增强对条纹可见度和时间相干性的认识。
实验仪器:迈克尔逊最早为了研究光速问题而精心设计了该装置。
它是一种分振幅的干涉装置，它将一路光分解成相互垂直的两路相干光，然后通过反射再重新汇聚在另一个方向上。
基于其结构原因，它是光源、两个反射镜、接收器(屏或眼睛)四者完全分立，东南西北各据一方，便于光路中安插其它器件。
如利用白光测玻璃折射率，测定气体折射率等。
迈克尔逊干涉仪可以使等厚干涉、等倾干涉及各种条纹的变动做到非常易于调整，很方便进行各种精密测量。
它的设计精巧，用途广泛，在许多科研领域都有它应用的身影。
迈克尔逊干涉仪原理图A,B是分光板和补偿板;M1,M2是反射镜;S是光源;O是观察点，可以用观察屏来获得实像，也可以直接观察镜中虚像。
图中的M2'是等效的M2位置。
M1可在光线行进方向移动，产生与M2'的不同光程差。
M1的位置使用粗调和细调旋钮调节，并且移动轨道上设有标尺。
A,B是分光板和补偿板;M1,M2是反射镜;S是光源;O是观察点，可以用观察屏来获得实像，也可以直接观察镜中虚像。
图中的M2'是等效的M2位置。
M1可在光线行进方向移动，产生与M2'的不同光程差。
M1的位置使用粗调和细调旋钮调节，并且移动轨道上设有标尺。
分光板、补偿板和反射镜A和B是取自同一块玻璃上的厚度和折射率一样的两个玻璃板，其中一块A 的背面镀上半透半反膜，它使光线分成光强大致相等的两束相干光。
另一块是补偿板，它的作用是在两个反射镜在等臂时光程相等;因为若没有补偿板，一路反射光通过A三次，而另一路透射光只通过A一次;这对于单色光时没有影响，对于复色光时则影响测量结果。
其背面有三个可调螺钉，在实验中它充当三维角度调整;其中一个镜子的虚像(M2')和另一个镜子(M1)之间形成"空气夹层"。
迈克尔逊干涉仪创建人：物理实验室总分：100 得分：一、实验目的与实验仪器共10 分，得分实验目的：1、了解迈克尔逊干涉仪的原理并掌握调节方法。
2、观察等倾干涉，等厚干涉的条纹。
3、测定He —Ne 激光的波长。
实验仪器：1.迈克耳孙干涉仪2.Na光源3.He-Ne激光器4.短焦透镜二、实验原理共15 分，得分1．迈克耳孙干涉仪的结构和原理：迈克耳孙干涉仪的原理图如图1所示，A和B为材料、厚度完全相同的平行板，A的一面镀上半反射膜，、为平面反射镜，是固定的，和精密丝杆相连，使其可前后移动，最小读数为mm，可估计到mm，和后各有几个小螺丝可调节其方位。
图1 迈克耳孙干涉仪的原理图光源S发出的光射向A板而分成(1)、(2)两束光，这两束光又经和反射，分别通过A的两表面射向观察处O，相遇而发生干涉，B作为补偿板的作用是使(1)、(2)两束光的光程差仅由、与A板的距离决定。
由此可见，这种装置使相干的两束光在相遇之前走过的路程相当长，而且其路径是互相垂直的，分的很开，这正是它的主要优点之一。
从O 处向A 处观察，除看到镜外，还可通过A 的半反射膜看到的虚像2’，与镜所引起的干涉，显然与、引起的干涉等效，和形成了空气“薄膜”，因不是实物，故可方便地改变薄膜的厚度(即和的距离)，甚至可以使和重叠和相交，在某一镜面前还可根据需要放置其他被研究的物体，这些都为其广泛的应用提供了方便。
三、实验内容和步骤共15 分，得分1、调节He—Ne激光器和迈克尔逊干涉仪的相对位置，使光束分别大致照在M1和M2的中央；调节激光器或干涉仪底座的螺丝，使从M1反射的光点返回激光出射处，此时M1与它的入射光大致垂直。
从M1反射的光点有三点，应使其中最亮的一点返回激光出射处。
2、调节M2后的三个螺丝，使M2反射的光点也返回激光出射处，此时M2也与它的入射光大致垂直，并与M1大致垂直。
在观察屏处观察，两个最亮的光斑应互相重合。
3、在激光器前放一个短焦距透镜，使光束扩大而能大致照亮整个反射镜。
物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论迈克尔逊干涉仪，这个名字听起来就像科学家的专属玩具。
其实，它是探索光波性质的一把利器。
干涉现象令人惊叹，让我们深入其中，看看这个实验背后的误差分析和结果讨论。
一、实验原理1.1 干涉的基本原理光波就像潮水，一波接一波。
当两束光相遇时，若相位相同，它们会相互叠加，形成明亮的条纹；若相位不同，则会相互抵消，变得暗淡。
想象一下海浪撞击岸边，有时波涛汹涌，有时却静若处子，这就是干涉的魔力。
1.2 干涉仪的构造迈克尔逊干涉仪的构造简单却精妙。
它由分束器、反射镜和屏幕组成。
分束器像个调皮的孩子，把光分成两条路径。
反射镜则是守护者，确保光线顺利回归。
最后，屏幕捕捉到这些光波的交响曲，形成美丽的干涉条纹。
二、误差分析2.1 设备误差实验设备的精确度直接影响结果。
若分束器有微小瑕疵，光线的分离就会受影响，导致条纹模糊。
这就像一部老旧的相机，拍出的照片总是有点糊，遗憾吧。
2.2 环境因素温度、湿度和空气质量都可能影响光波的传播。
比如，在不同的温度下，空气的折射率会变化。
就像夏天和冬天的风，各有各的性格，光波在其中穿行的感受也大相径庭。
2.3 操作误差实验人员的操作也是不可忽视的因素。
轻微的手抖、视角的偏差都会导致结果的不准确。
我们都知道，细节决定成败，尤其是在这种微观世界中，每个动作都至关重要。
三、结果讨论3.1 条纹的稳定性稳定的干涉条纹意味着实验成功。
它们的明暗变化如同音乐的节奏，优雅而动人。
理想情况下，条纹应当清晰而整齐，然而，实际实验中却常常因误差而显得杂乱无章。
3.2 数据的可靠性在收集数据时，要确保每次实验的条件尽量相同。
数据的可靠性是实验成功的关键，就像建房子需要坚实的地基。
若数据不稳定，最终的结果也无法令人信服。
四、总结迈克尔逊干涉仪的实验是一场光的盛宴，充满了挑战与惊喜。
通过仔细的误差分析，我们能更好地理解实验结果的深意。
科学探索就像一段旅程，有时我们会迷失，但每一次探索都让我们更接近真理。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告实验日期，2022年10月15日。
实验地点，XX大学物理实验室。
实验人员，XXX。
实验目的，掌握迈克尔逊干涉仪的使用方法，了解干涉仪的原理，并通过实验观察干涉现象。
实验仪器，迈克尔逊干涉仪、激光器、准直器、分束镜、合束镜、反射镜等。
实验步骤：
1. 调整激光器使其垂直射向准直器，确保激光光束稳定。
2. 使用准直器将激光光束调整为平行光。
3. 将平行光分为两束，一束射向分束镜，另一束射向合束镜。
4. 调整分束镜和合束镜使两束光在干涉仪中相遇。
5. 观察干涉图样，调整反射镜使干涉条纹清晰。
实验结果，通过调整干涉仪的反射镜，观察到了明显的干涉条纹。
随着反射镜的微调，干涉条纹的间距和明暗交替发生了变化，
符合干涉现象的特点。
实验总结，通过本次实验，我们掌握了迈克尔逊干涉仪的使用
方法，了解了干涉仪的原理，并通过实验观察到了清晰的干涉条纹。
这次实验不仅加深了我们对光学干涉的理解，也提高了我们的实验
操作能力。
同时，也让我们更加深入地理解了光的波动性质和干涉
现象在实际中的应用。
在今后的学习和科研工作中，这些知识和经
验都将对我们有所帮助。
精选全文完整版可编辑修改大学物理实验报告3. 实验原理（请用自己的语言简明扼要地叙述，注意原理图需要画出，测试公式需要写明）(1)迈克耳孙干涉仪的结构与光路如图5.3. 1所示为迈克耳孙干涉仪的侧视图图与俯视图，导轨7固定在一只稳定的底座上，底座由三颗调平螺丝9及其锁紧螺丝10来调平。
丝杠6螺距为1mm，转动粗调手轮2，经一对齿轮带动丝杠转动，进而带动移动镜M在导轨上滑动。
移动距离可在毫米刻度尺5上读到1 mm,在窗口3中的刻度盘上读到0.01 mm。
转动微调手轮1,经1:100的蜗轮传动，可实现微动。
微动手轮上的最小刻度为0.0001 mm，可估读到0.00001 mm 。
分光板G1和补偿板G2固定在基座上，不得强扳，且不能用手接触其光学表面。
固定参考镜(定镜)13和移动镜(动镜)11后各有三颗螺丝,用于粗调两者相互垂直，不能拧得太紧或太松，以免使其变形或松动。
固定参考镜13的一侧和下部各有一颗微调螺丝 14和15,可用来微调13的左右偏转和俯视，微调螺丝也不能拧得太松或太紧。
丝杠的顶进力由丝杠顶进螺帽8来调整。
迈克尔逊干涉仪的实验原理如图5.3.2所示。
由光源S发出一束光，射到分光板G1的半透半反膜L上，L使反射光和反射的光强基本相同，所以称G1为分光板。
透过膜层L的光束(1)经G2到达参考镜M1后，被反射回来；被反射的光束(2) 到达移动镜M2后,也被反射回来。
由于(1)、(2)两束光满足光的相干条件，各自反射回来在膜层L所在表面相遇后，就发生干涉,在E处即可观察到干涉条纹。
G2是补偿板，它使光束(1)和(2)经过玻璃的次数相同，当使用白光作为光源时,G2还可以补偿G1的色散。
M1’是在G1中看到的M1的虚像。
(2) 单色点光源等倾干涉条纹的观察及波长的测量如图5.3.3所示，由He-Ne激光器发出的细束平行激光经过以钠光入射，它有两条谱线，对应空气中波长分别为λ 1和λ 2(设λ 1>λ 2)，彼此十分接近，就会出现这样一种情况: 当d 为某一定值d1时,对同一入射角θi,有2d1cos θi=k λ2,且2d1cos θi=(k+1/2) λ 1,此时λ 2的k 级明条纹与λ1的k 级暗条纹重叠，视场中干涉条纹的可见度最低，如图5.3.5所示。
实验介绍光的干涉现象是光波动说的基础，本实验是关于分振幅干涉的典型例子。
本仪器由迈克尔孙于1880年创制，并在接下来的时间里以此做了检验“以太”是否存在的一系列著名实验，其否定的结果成为了爱因斯坦狭义相对论的重要依据之一。
迈克尔孙干涉仪也具有很多重要的实际应用，如测量微小距离和位移，透明介质的折射率，测定光谱精细结构，检测光学表面等等，此次实验利用迈克尔孙干涉仪测量光源波长。
由于迈克尔孙干涉仪的精巧设计和广泛用途，于1907年获诺贝尔物理学奖。
通过此次实验，可以了解迈克尔孙干涉仪的结构和工作原理，加深对光的等厚、等倾干涉现象，以及对光源的相干长度和时间相干性的理解。
实验原理迈克尔孙干涉仪是利用分振幅的方法产生双光束而实现干涉的，其光路如图所示。
由于分光镜反射面的作用，光自M1和M2的反射相当于自面在M1附近形成的虚像）的反射，即光在迈克尔孙干涉仪中产生的干涉与厚度为d的空气膜产生的干涉等效。
M1∥M2´时形成等倾干涉，此时入射角为i的各光束自M1和M2´反射后相干形成亮条纹的条件是：光程差Δ =2dcosi =kλ⑴式中k为干涉条纹的级次。
入射角i=0时有：2d=kλ⑵调节M1的轴向位置，M1和M2´间的距离d将发生变化，圆心处干涉条纹的级次随之改变，当观察者的目光注视圆心处时将会看到干涉条纹不断“冒出”或“缩进”。
根据⑵式，只要能从迈克尔孙干涉仪上读出始末二态反射镜M1移动的距离Δd并数出在这期间干涉条纹变化（冒出或缩进）的条纹数Δk，就可以计算出光波的波长：λ=2Δd/Δk⑶M1和M2´不完全平行而有一个很小的夹角时形成等厚干涉，此时式⑶近似成立。
严格地讲只有程差Δ=0时，所形成的一条直的干涉条纹才是等厚条纹，不过靠近Δ=0附近的条纹，倾角的影响可略去不计，故也可以看成等厚条纹。
实验仪器此次实验用到的仪器主要有迈克尔孙干涉仪、半导体激光器和扩束镜。
迈克尔孙干涉仪的实体如图。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告实验日期，2022年10月15日。
实验地点，XXX大学物理实验室。
实验目的，通过使用迈克尔逊干涉仪，观察干涉条纹的形成以及利用干涉条纹测量光波的波长。
实验仪器，迈克尔逊干涉仪、激光器、准直器、平面镜、分束镜、光电探测器等。
实验步骤及结果：
1. 调试仪器，首先使用准直器将激光器发出的光线调整为平行光，然后将平行光照射到分束镜上，使光线分为两束，经过平面镜反射后再次汇聚在分束镜上，形成干涉。
2. 观察干涉条纹，调整分束镜和平面镜的位置，观察在干涉区域内是否出现清晰的干涉条纹，调整仪器直到获得清晰的条纹。
3. 测量干涉条纹间距，使用光电探测器测量干涉条纹的间距，
根据已知的实验条件计算出光波的波长。
实验结果分析，通过实验观察发现，使用迈克尔逊干涉仪可以
清晰地观察到干涉条纹的形成，并且成功测量了光波的波长。
实验
结果与理论值基本吻合，验证了迈克尔逊干涉仪的有效性。
存在问题及改进措施，在实验过程中，由于仪器调试不够熟练，导致调试时间较长，下次实验需要提前熟悉仪器的使用方法，并加
强调试技巧，以提高实验效率。
总结，通过本次实验，我对迈克尔逊干涉仪的原理和使用方法
有了更深入的了解，并且掌握了干涉条纹的观察和测量技巧。
希望
通过今后的实验实践，能够进一步提高实验技能，为将来的科研工
作打下坚实的基础。
（1312实验室）迈克尔逊干涉仪实验
一.实验目的
（1）了解迈克尔逊干涉仪的光学结构及干涉原理，学习其调节和使用方法
（2）学习一种测定光波波长的方法，加深对等倾的理解
（3）用逐差法处理实验数据
二.实验仪器
迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、扩束镜等。
三.实验原理
迈克尔逊干涉仪是l883年美国物理学家迈克尔逊（A.A.Michelson）和莫雷（E.W.Morley）合作，为研究“以太漂移实验而设计制造出来的精密光学仪器。
用它可以高度准确地测定微小长度、光的波长、透明体的折射率等。
后人利用该仪器的原理，研究出了多种专用干涉仪，这些干涉仪在近代物理和近代计量技术中被广泛应用。
1.干涉仪的光学结构
迈克尔逊干涉仪的光路和结构如图1与2
所示。
M1、M2是一对精密磨光的平面反射镜，
M1的位置是固定的，M2可沿导轨前后移动。
G1、
G2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。
G1的一个表面镀
有半反射、半透射膜A，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；G1称为
分光板。
当光照到G1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G2，在G1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
G1射向E。
由于光线（2）前后共通过G1三次，
而光线（1）只通过G1一次，有了G2，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G2称为补偿板。
当观察者从E处向G1看去时，除直接看到M2外还看到M1的像M1ˊ。
于是（1）、（2）两束光如同从M2与M1ˊ反射来的，因此迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉和M1´～M2间“形成”的空气薄膜的干涉等效。
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）上可读到0.01mm；转动微调手轮（1）可实现微调，微调手轮的分度值为1×10-4mm。
可估读到10-5mm。
M1、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。
2. 单色点光源的非定域干涉
本实验用He-Ne激光器作为光源（见图3），激光通过扩束镜L汇聚成一个强度很高的点光源S，射向迈克尔逊干涉仪，点光源经平面镜M2、M2反射后，相当于由两个点光源S1ˊ和S2ˊ发出的相干光束。
Sˊ是S的等效光源，是经半反射面A所成的虚像。
S1′是S′经M1′所成的虚像。
S2′是S′经M2所成的虚像。
由图3可知，只要观察屏放在两点光源
图2 迈克尔逊干涉仪结构图
图3 点光源干涉光路图图4 点光源产生等倾干涉条纹
发出光波的重叠区域内，都能看到干涉现象，故这种干涉称为非定域干涉。
如果M 2与M 1′严格平行，且把观察屏放在垂直于S 1′和S 2′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 1′S 2′轴线与屏的交点P 0处，从图4可以看出P 0处的光程差Δ=2d ，屏上其它任意点P ′或P ″的光程差近似为
ϕcos 2d =∆ （1）
式中ϕ为S 2′射到P ″点的光线与M 2法线之间的夹角。
当λϕk d =⋅cos 2时，为明纹；当2/)12(cos 2λϕ+=⋅k d 时，为暗纹。
由图4可以看出，以P 0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“等倾干涉条纹”。
由（4）式可知ϕ=0时光程差最大，即圆心P 0处干涉环级次最高，越向边缘级次越低。
当d 增加时，干涉环中心级次将增高，条纹沿半径向外移动，即可看到干涉环从中心“冒”出；反之当d 减小，干涉环向中心“缩”进去。
由明纹条件可知，当干涉环中心为明纹时，Δ=2d=k λ。
此时若移动M 2（改变d)，环心处条纹的级次相应改变，当d 每改变λ/2距离，环心就冒出或缩进一条环纹。
若M 2移动距离为Δd ，相应冒出或缩进的干涉环条纹数为N ，则有
2λ
N d =∆
N
d ∆=2λ （2） 式中d ∆为M 2移动前后的位置读数差。
实验中只要测出d ∆和N ，即可由（2）式求出波长。
由明纹条件推知，相邻两条纹的角间距为
ϕ
λϕλ
ϕd d 2sin 2-≈-=∆ 当d 增大时ϕ∆变小，条纹变细变密；当d 减小时ϕ∆增大，条纹变粗变疏。
所以离环心近处条纹粗而疏，离环心远处条纹细而密。
四. 实验内容
1.观察激光非定域干涉现象
调节干涉仪使导轨大致水平；调节粗调手轮，使活动镜大致移至导轨30mm 刻度处；调节倾度微调螺丝，使其拉簧松紧适中。
然后使得激光管发射的激光束从分光板中央穿过，并垂直射向反射镜M 1（此时应能看到有一束光沿原路退回）。
装上观察屏，从屏上可以看到由M 1、M 2反射过来的两排光点。
调节M 1、M 2背面的3个螺丝，使两排光点靠近，并使两个最亮的光点重合。
这时M 1与M 2大致垂直（M 1′与M 2大致平行）。
然后在激光管与分光板间加一扩束镜，同时调节倾度微调螺丝(15、16)，即能从屏上看到一组弧形干涉条纹，再仔细调节倾度微调螺丝，当M 1′与M 2严格平行时，弧形条纹变成圆形条纹。
转动微调手轮，使M 2前后移动，可看到干涉条纹的冒出或缩进。
仔细观察，当M 2位置改变时，干涉条纹的粗细、疏密与d 的关系。
2.测量激光波长
（1）测量前先按以下方法校准手轮刻度的零位。
先以逆时针方向转动微调手轮，使读
数准线对准零刻度线；再以逆时针方向转动粗调手轮，使读数准线对准某条刻度线。
当然也可以都以顺时针方向转动手轮来校准零位。
但应注意：测量过程中的手轮转向应与校准过程中的转向一致。
（2）按原方向转动微调手轮（改变l 值），可以看到一个一个干涉环从环心冒出（或缩进）。
当干涉环中心最亮时，记下活动镜位置读数0d ，然后继续缓慢转动微调手轮，当冒出（或缩进）的条纹数N=50时，再记下活动镜位置读数1d ，反复测量多次，由（2）式算出波长，并与标准值（λ0=632.8nm ）比较，计算相对不确定度。
（3）数据记录与处理
mm d d d =-=∆161 mm d d d =-=∆272 mm d d d =
-=∆383 mm d d d =-=∆494
mm d d d =-=∆5105 mm d d d d d d =∆+∆+∆+∆+∆=∆)(5154321
mm
d d d d d d d d d d d d d i i =∆-∆+∆-∆+∆-∆+∆-∆+∆-∆=∆-∆=∆∆∑=)(5
151)(5432151 nm mm d N d ==∆=∆=25022λ
=∆∆∆=∆=d
d E )(λλ
λ nm d
d =∆∆∆=∆λλ)( 实验结果：
nm ±=
∆±=λλλ
测量结果相对误差： =⨯-=%10000λλ
λE
五. 注意事项
干涉仪是精密光学仪器，使用中一定要小心爱护，要认真做到：
（1）切勿用手触摸光学表面，防止唾液溅到光学表面上。
（2）调节螺钉和转动手轮时，一定要轻、慢，决不允许强扭硬扳。
（3）反射镜背后的粗调螺钉不可旋得太紧，以防止镜面变形。
（4）调整反射镜背后粗调螺钉时，先要把微调螺钉调在中间位置，以便能在两个方向上作微调。
（5）测量中，转动手轮只能缓慢地沿一个方向前进（或后退），否则会引起较大的空回误差。
六. 问题讨论
（1）在什么条件下产生等倾干涉条纹？什么条件下产生等厚干涉条纹?
（2）迈克尔逊干涉仪产生的等倾干涉条纹与牛顿环有何不同?
附录：
/。
