迈克尔逊干涉仪实验预习课件_王增旭
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迈克耳孙干涉仪的调节和使用【实验目的】1. 了解迈克耳孙干涉仪的结构和干涉条纹形成的原理2. 掌握迈克耳孙干涉仪的调节方法3. 掌握利用迈克耳孙干涉仪测量钠光的波长及其波长差的方法4. 学习获得白光干涉的方法和步骤,并会测量透明介质的折射率【实验仪器】迈克耳孙干涉仪、钠光灯、白光光源、透镜、透明薄膜等。
【实验原理】干涉光路:点光源产生的非定域光程差计算光程差δ=S2A−S1A=√(L+2d)2+R2−√L2+R2由于L>>d,将上式按级数展开,并略去高阶无穷小项,可得:δ=2ⅆL√L2+R2=2d cosθ={kλ (明纹)(k+12)λ (暗纹)若中心处(θ=0)为明条纹,则:δ1=2d1=k1λ若改变光程差,使中心仍为明条纹,则:δ2=2d2=k2λ可得:Δd=d2−d1=12(δ2−δ1)=12(k2−k1)λ=12Δkλ所以,只要测出干涉仪中M1移动的距离Δd,并数出相应的吞吐环数Δk,就可以求出λ。
等倾干涉波长计算λ=2Δd∕NΔd增大时条纹从中心向外“涌出”(Δd=Nλ/2)条纹分布:中心宽,边缘窄,d增大条纹变细测量钠光波长差k1λ1=k2λ2(k1+m)λ1=(k2+m+12)λ2Δk=k1−k2=2dλ1−2dλ2=2d(λ2−λ1)λ1λ2≈2dΔλλ̅2相邻两次(即Δk=1)可见度为0时,动镜移动的距离Δd,则Δλ=λ2 2Δd【实验内容与步骤】1.迈克耳孙干涉仪的调节(1)利用水平调节螺丝,调干涉仪水平(2)调整光束与干涉仪的光路大致等高、垂直打开钠光灯电源(需要越热一段时间才能正常发光),调节钠灯与扩束透镜的位置,使得光可以均匀照射两个反射镜(用白纸做光屏观察)。
这一步用目测即可。
(3)用尺子(钢板尺或塑料尺)测量分束板后表面与定镜的距离,旋转粗调手轮移动动镜位置,使两路光程近似相等(可以相差1-2mm)。
(4)调节定镜取向使它在分束板中的像(M2′)与动镜平行。