迈克尔逊干涉仪实验报告
一、实验题目：迈克尔逊干涉仪
二、实验目的：
1.了解迈克尔逊干涉仪的结构、原理和调节方法；
2.观察等倾干涉、等厚干涉现象；
3.利用迈克尔逊干涉仪测量 He-Ne 激光器的波长；
三、实验仪器：
迈克尔逊干涉仪、 He-Ne激光器、扩束镜、观察屏、小孔光阑
四、实验原理（原理图、公式推导和文字说明）：
在图 M2′是镜子 M2经 A 面反射所成的虚像。调整好的迈克尔逊干涉仪，在
标准状态下 M1、M2′互相平行，设其间距为 d. 。用凸透镜会聚后的点光源 S 是一个很强的单色光源，其光线经 M1、M2反射后的光束等效于两个虚光源 S1、S2′发出的相干光束，而 S1、S2′的间距为 M1、M2′的间距的两倍，即 2d。虚光源 S1、S2′发出的球面波将在它们相遇的空间处处相干，呈现非定域干涉现象，其
干涉花纹在空间不同的位置将可能是圆形环纹、椭圆形环纹或弧形的干涉条纹。
′的距离为R，屏上
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通常将观察屏 F 安放在垂直于 S、S ′的连线方位，屏至 S
干涉花纹为一组同心的圆环，圆心为O。
设 S1、S2′至观察屏上一点 P 的光程差为δ，则
(R2d )2r 2R2r 2
（1）
R2r 2( 1 4( Rd d 2 ) / R2r 21)
一般情况下 R d ，则利用二项式定理并忽略 d 的高次项，于是有
R2r 24( Rd d 2 )16R2 d 2
2( R2r 2 )8( R2r 2 ) 2
dr 2（2）
2dR R2r 21
r 2 ) R( R2
所以
2d cos (1d
sin 2 )（3）R
由式 (3) 可知：
1.0，此时光程差最大， 2d ，即圆心所对应的干涉级最高。旋转微调鼓
轮使M1移动，若使d 增加时，可以看到圆环一个个地从中心冒出，而后往外扩张；若使 d 减小时，圆环逐渐收缩，最后消失在中心处。每“冒出” ( 或“消失” ) 一
个圆环，相当于 S1、 S2′的距离变化了一个波长大小。如若“冒出” ( 或“消
失” ) 的圆环数目为 N，则相应的 M1镜将移动 d，显然：
2 d / N（4）
从仪器上读出 d 并数出相应的N，光波波长即能通过式 (4) 计算出来。
2.对于较大的d值，光程差δ每改变一个波长所需的的改变量将减小，
即两相邻的环纹之间的间隔变小，所以，增大 d 时，干涉环纹将变密变细。
五、实验步骤
六、实验数据处理（整理表格、计算过程、结论、误差分析）：
仪 5 10 -5 mm N=30
平面镜位置d1d2d3d4d5 di/mm
平面镜位置d6d7d8d9d10 di/mm
d i d i d i 5
d5
2d5 150 6.795 10 7 m
6.328 10 7 m(He Ne)
标
S 1.810 6 m仪 0.00005mm
s2 2 仪2 / 75 1 10 8 m
(6.7950.1)10 7 m
E r标标 100%7.4%
误差分析
1.仪器本身震动。
2.条纹有宽带。
3.读数的滚轮上面精确度有限。
4.人眼观察偏差。
5.波长不是单色有宽度。
6.仪器本身零件间空隙。
附：原始数据