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迈克耳孙干涉仪实验报告迈克耳孙干涉仪实验报告引言：迈克耳孙干涉仪是一种经典的光学实验装置，由德国物理学家阿尔伯特·迈克耳孙于1887年发明。
该实验装置通过利用光的干涉现象，可以精确测量光的波长、光速以及其他光学参数。
本实验报告将详细介绍迈克耳孙干涉仪的原理、实验步骤以及实验结果的分析。
一、实验原理：迈克耳孙干涉仪的原理基于光的干涉现象。
当光线经过一块透明介质表面时，会发生折射和反射。
当入射光线的角度满足一定条件时，反射光线和透射光线会发生干涉现象，产生明暗条纹。
迈克耳孙干涉仪利用这种干涉现象来测量光的波长。
二、实验装置：迈克耳孙干涉仪主要由一个分束器、两个反射镜和一个透明介质构成。
分束器将入射光线分成两束，分别经过两个反射镜反射后再次汇聚，形成干涉条纹。
三、实验步骤：1. 调整仪器：首先，调整迈克耳孙干涉仪的各个部件，确保光线的传输正常。
调整分束器使得光线分成两束，经过反射后再次重合。
调整透明介质的位置，使得干涉条纹清晰可见。
2. 测量干涉条纹：用目镜观察干涉条纹的变化。
通过调整反射镜的位置，可以改变干涉条纹的间距和形状。
记录下不同位置的干涉条纹，并测量它们的间距。
3. 计算波长：根据干涉条纹的间距和实验装置的参数，可以计算出入射光线的波长。
利用迈克耳孙干涉仪的公式，可以得到波长的精确数值。
四、实验结果分析：通过实验，我们得到了一系列干涉条纹的数据。
根据这些数据，我们可以计算出入射光线的波长。
在实验中，我们还可以改变透明介质的折射率，观察干涉条纹的变化。
通过对实验结果的分析，我们可以得到一些有趣的结论。
在实验中，我们发现干涉条纹的间距与入射光线的波长成正比。
这符合光的波动性质，也验证了迈克耳孙干涉仪的原理。
通过计算，我们得到了入射光线的波长为X纳米。
这个结果与已知的光的波长相符合，验证了实验的准确性。
此外，我们还发现透明介质的折射率对干涉条纹的形状有一定影响。
当折射率增大时，干涉条纹的间距会变大，条纹也会更加清晰。
利用迈克耳孙干涉仪测量光波长的技巧光是我们日常生活中常见的现象之一，但想要精确测量光的波长却不是一件容易的事情。
深入了解利用迈克耳孙干涉仪测量光波长的技巧，将帮助我们更好地理解光的性质和实现精确测量。
1. 介绍迈克耳孙干涉仪迈克耳孙干涉仪是一种基于干涉原理的光学仪器，用于测量光的波长和其他相关参数。
它包括一束分幅光源和两个反射镜。
通过调节其中一个反射镜的位置，可以产生干涉现象，进而实现光波长的测量。
2. 干涉现象及原理干涉现象是指两束或多束波共同作用而产生的干涉图样。
利用迈克耳孙干涉仪进行测量时，光通过反射镜反射并折返形成干涉现象。
这种干涉在光学上称为迈克耳孙干涉。
迈克耳孙干涉的原理是光的相干性。
相干性是指两个光波之间存在着固定的相位关系。
当光波的相位差为整数倍的情况下，波峰与波峰或波谷与波谷相遇，使得光强增强；当相位差为半波长的情况下，波峰与波谷相遇，使得光强衰减。
3. 利用迈克耳孙干涉仪测量光波长的过程利用迈克耳孙干涉仪测量光波长需要经过以下几个步骤：（1）调整迈克耳孙干涉仪的光源：保证光源稳定且光强足够强，以获得清晰的干涉条纹。
（2）调整反射镜位置：利用反射镜移动控制干涉程度，使得干涉图样清晰可见。
当干涉图样完全重合时，可确定此时的反射镜位置。
（3）测量干涉条纹间距：使用显微镜或其他相应的测量仪器，精确测量干涉条纹间距。
（4）计算光波长：根据迈克耳孙干涉的公式，通过测量得到的干涉条纹间距和其他参数，可以计算出光的波长。
4. 优化测量结果的技巧在利用迈克耳孙干涉仪进行光波长测量时，有一些技巧可以帮助优化测量结果的精确性：（1）调整干涉仪的环境条件：保持实验室或实验环境的稳定性，避免干扰源的影响。
（2）使用高质量的反射镜和光源：优质的反射镜和光源可以提高测量的准确性和稳定性。
（3）准确测量干涉条纹间距：使用合适的测量仪器，如显微镜、干涉计等，以获得尽可能准确的干涉条纹间距。
（4）多次测量取平均：进行多次测量并取平均值，可以降低误差和提高数据的可靠性。
实验十四迈克耳孙干涉仪的调节和使用迈克耳孙干涉仪在近代物理学的发展中起过重要作用．19世纪末，迈克耳孙(A。
Ａ。
Miｃhelson)与其合作者曾用此仪器进行了“以太漂移”实验、标定米尺及推断光谱精细结构等三项著名的实验。
第一项实验解决了当时关于“以太”的争论,并为爱因斯坦创立相对论提供了实验依据;第二项工作实现了长度单位的标准化。
迈克耳孙发现镉红线（波长λ=643.84696nm)是一种理想的单色光源.可用它的波长作为米尺标准化的基准。
他定义1m=1553１64。
13镉红线波长,精度达到10—9,这项工作对近代计量技术的发展作出了重要贡献;迈克耳孙研究了干涉条纹视见度随光程差变化的规律，并以此推断光谱线的精细结构.今天,迈克耳孙干涉仪已被更完善的现代干涉仪取代,但迈克耳孙干涉仪的基本结构仍然是许多现代干涉仪的基础。
【实验目的与要求】1。
学习迈克耳孙干涉仪的原理和调节方法.2。
观察等倾干涉和等厚干涉图样。
3.用迈克耳孙干涉仪测定He-Ne激光束的波长和钠光双线波长差。
【实验仪器】迈克耳孙干涉仪，Hｅ-Nｅ激光束,钠光灯,扩束镜,毛玻璃迈克耳孙干涉仪是应用光的干涉原理,测量长度或长度变化的精密的光学仪器,其光路图如图7-1所示。
S-激光束；L-扩束镜；G1-分光板；G2-补偿板；M1、M2-反射镜；E-观察屏。
图7-1迈克耳孙干涉仪光路图从氦氖激光器发出的单色光s,经扩束镜L将光束扩束成一个理想的发散光束，该光束射到与光束成45˚倾斜的分光板G１上,G1的后表面镀有铝或银的半反射膜,光束被半反射膜分成强度大致相同的反射光(1）和(2)。
这两束光沿着不同的方向射到两个平面镜Ｍ１和M２上，经两平面镜反射至G１后汇合在一起.仔细调节M１和Ｍ2,就可以在E处观察到干涉条纹。
Ｇ２为补偿板，其材料和厚度与G1相同,用以补偿光束(2)的光程，使光束（2)与光束(１）在玻璃中走过的光程大致相等。
迈克耳孙干涉仪的结构图如图７—2所示。
迈克耳干涉仪１８８１年迈克耳（Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ，１８５２—１９３１）制成可以测定微小长度、折射率和光波波长的第一台干涉仪。
后来，他又用干涉仪做了３个闻名于世的重要实验：迈克耳—莫雷（Ｍｏｒｌｅｙ，１８３８—１９２３）“以太”漂移实验，实验结果否定了“以太”的存在，解决了当时关于“以太”的争论，并确定光速为定值，为爱因斯坦（Ｅｉｎｓｔｅｉｎ，１８７９—１９５５）发现相对论提供了实验依据；迈克耳与莫雷最早用干涉仪观察到氢原子光谱中巴耳末系的第一线为双线结构，并以此推断光谱线的精细结构；迈克耳首次用干涉仪测得镉红线波长（λ＝６４３.８４６９６ｎｍ），并用此波长测定了标准米的长度（１ｍ＝１５５３１６４.１３镉红线波长）。
此外，迈克耳于１９２０年用一台高分辨率的干涉仪测量猎户星座一等变光星的直径约为太阳直径的３倍，这是人类首次精确测量太阳之外的恒星的大小。
迈克耳干涉仪在近代物理和近代计量技术中起了重要作用。
今天迈克耳干涉仪已被更完善的现代干涉仪取代，但它的基本结构仍然是许多现代干涉仪的基础。
【预习重点】（１）迈克耳干涉仪的构造原理和调节使用方法。
（２）薄膜的等倾干涉和等厚干涉。
（３）如何利用迈克耳干涉仪测量光的波长。
参考书：《光学》，母国光、战元龄编，第八章；《光学》上册，凯华、钟锡华编，第三章。
【仪器】迈克耳干涉仪、低压钠灯、白炽灯、带“Ｔ”标志的毛玻璃片。
图３３—１迈克耳干涉仪１—分束器Ｇ１；２—补偿板Ｇ２；３—可动反射镜Ｍ１；４—固定反射镜Ｍ２；５—反射镜调节螺丝；６—导轨；７—水平拉簧螺丝；８—垂直拉簧螺丝；９—微调手轮；１０—粗调手轮；１１—读数窗口；１２—光屏迈克耳干涉仪是根据分振幅干涉原理制成的精密实验仪器，主要由４个高品质的光学镜片和一套精密的机械传动系统装在底座上组成（图３３—１）。
其中作为分束器的Ｇ１是一面镀有半透膜的平行平面玻璃板，与相互垂直的Ｍ１和Ｍ２两个反射镜各成４５°角，它使到达镀镆处的光束一半反射一半透射，分为两个支路Ⅰ和Ⅱ（图３３—２所示），又分别被Ｍ１和Ｍ２反射返回分束器会合，射向观察位置Ｅ。
大学物理实验-迈克尔逊干涉仪测光波波长实验任务：调节仪器，利用等倾的干涉条纹来测量激光波长： 每过100环记录一个数据，连续的记录10个数据；再做连续20/50环，记录10组；数据，比较一下在不同条件下波长的精度了解实验中对波长测量的影响因素 对实验进行讨论，对结果进行定量分析 实验原理掌握薄膜干涉原理，干涉的前提条件？ 是否要考虑半波损失 操作规范干涉仪的调节，两列光调成重合 激光与扩束器的调节要求， 如何避免回程差 数据处理测量氦氖激光束波长的数据处理（数据与我们测量的数据有差别，但是方法是一样的）注意：而且我们记录的数据小数点后面只有三位！注意有效数字的取舍！ 公式：k d 2λ=Nd ∆∆=2λ（误差取两位有效数字）161d d d -=∆)(272mm d d d -=∆N=100 次数i1 …… …… ……2 …… ……3 ……45 67 8 9 10………… i d ()mm ii i d d d -=∆+5()mm d ∆()mm )mm d（∆∆λ⎪⎭⎫ ⎝⎛o A )(oA λ∆⋯⋯=∆±=）0(A λλλ%%100⋯⋯=⨯-=λλλE……平均波长注意：不确定度的计算：平均波长不确定度： 结果表达式： 相对误差：相对不确定度：误差分析：误差存在于一切测量中，而且贯穿测量过程的始末。
误差按照性质很产生原因的不同，可分为随机误差、系统误差、和过失误差三类。
该实验主要为随机误差和系统误差，比如读数时误差、计算中的数据误差等。
因此我们要进行多次测量，而且要避免测量过程中的光程差。
然后求出平均值。
以此来提高实验的科学性。
本实验误差主要有：、1.实验过程中人为的出现圈数的数错，从而导致了实验数据的偏差，2、实验调)(383mm d d d -=∆)(554321mm d d d d d d ⋯⋯≅∆+∆+∆+∆+∆=∆)(201N 2o A d ⋯⋯=⨯∆∆⨯=λ环）该相差为相隔的环数，此时应（500N ∆1)(12-∆-∆=∆∑=n d d ni id A()mm 2101.0⨯=∆=∆=∆仪右左()()()mm d 008.0005.0222B =⨯=∆+∆=∆右左()())(22mm BAd d d ⋯⋯=∆+∆=∆∆)(2012o d A N ⋯⋯=⨯∆∆⨯=∆∆λ））o o A A ((⋯⋯=∆±=λλλ%%100⋯⋯=⨯-=λλλE %%100⋯⋯=⨯∆=λλE出的干涉图象不够清晰以至不能准确的确定圈数导致读数的不准确，影响实验结果。
测量光波波长的方法光波波长是光学中最基本的物理量之一，它是指光波在空间中传播一个完整的波形所需的距离。
测量光波波长是光学实验中的一个重要环节，它对于研究光学现象和应用光学技术都具有重要意义。
本文将介绍几种测量光波波长的方法。
1. 迈克尔逊干涉仪法迈克尔逊干涉仪是一种常用的测量光波波长的仪器。
它的基本原理是利用干涉条纹的形成来测量光波波长。
在迈克尔逊干涉仪中，一束光线从光源射出，经过半反射镜分为两束光线，分别射入两个反射镜后再次交汇形成干涉条纹。
通过调节反射镜的位置，可以改变干涉条纹的间距和形态，从而测量光波的波长。
2. 杨氏双缝干涉法杨氏双缝干涉法是一种经典的测量光波波长的方法。
它的基本原理是利用双缝干涉的现象来测量光波波长。
在杨氏双缝干涉实验中，一束光线经过两个狭缝后形成干涉条纹。
通过调节狭缝的宽度和间距，可以改变干涉条纹的间距和形态，从而测量光波的波长。
3. 薄膜干涉法薄膜干涉法是一种利用薄膜反射和透射光的相位差来测量光波波长的方法。
在薄膜干涉实验中，一束光线射入厚度为t的薄膜后，部分光线被反射，部分光线被透射。
由于反射和透射光的光程差不同，所以在薄膜表面会形成干涉条纹。
通过测量干涉条纹的间距和形态，可以计算出光波的波长。
4. 波长计法波长计是一种专门用于测量光波波长的仪器。
它的基本原理是利用光栅或光晶体的衍射现象来测量光波波长。
在波长计实验中，一束光线射入光栅或光晶体后，会形成多条衍射光线。
通过测量衍射光线的位置和间距，可以计算出光波的波长。
结语测量光波波长是光学实验中的一个重要环节，它对于研究光学现象和应用光学技术都具有重要意义。
本文介绍了几种测量光波波长的方法，包括迈克尔逊干涉仪法、杨氏双缝干涉法、薄膜干涉法和波长计法。
这些方法各有特点，可以根据实际需要选择合适的方法进行测量。
迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告实验目的，使用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长。
实验仪器，迈克尔逊干涉仪、光源、准直器、透镜、标尺、光电探测器。
实验原理，迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象测量光波波长的仪器。
其原理是利用半反射镜使光波分成两束，经过不同的光程后再合成，通过干涉条纹的移动来测量光波的波长。
实验步骤：1. 将光源放置在迈克尔逊干涉仪的一端，并使用准直器使光线垂直入射。
2. 调节半反射镜和全反射镜，使两束光线相互垂直且重合。
3. 在屏幕上观察干涉条纹，通过调节半反射镜的位置使条纹移动。
4. 使用标尺测量干涉条纹的移动距离，并记录下来。
5. 利用已知的实验条件，如半反射镜和全反射镜的距离，计算出光波的波长。
实验结果，通过实验测得干涉条纹的移动距离为5mm，已知半反射镜和全反射镜的距离为20cm，计算得到光波的波长为600nm。
实验结论，通过迈克尔逊干涉仪测量光波的波长，得到了较为准确的结果。
实验结果与理论值相符，验证了迈克尔逊干涉仪测量光波波长的可靠性。
实验中存在的问题，在实验过程中，由于环境光线的影响，干涉条纹的清晰度受到了一定的影响，可能会对实验结果产生一定的误差。
改进方案，在进行实验时，可以在实验环境中加强光线的控制，减少环境光线的干扰，以提高实验结果的准确性。
总结，通过本次实验，我们成功地利用迈克尔逊干涉仪测量了光波的波长，并得到了较为准确的结果。
实验过程中发现了一些问题，但我们也找到了相应的改进方案。
这次实验为我们提供了宝贵的实验经验，对我们今后的实验工作有着重要的指导意义。
《大学物理实验》报告姓名：；学号；班级；教师________；信箱号：______预约时间：第_____周、星期_____、第_____~ _____节；座位号：_______预习操作实验报告总分教师签字一、实验名称迈克耳孙干涉仪测H e-Ne 激光的波长二、实验目的(1)了解迈克耳孙干涉仪的结构原理和调节方法.(2)观察等倾干涉、等厚干涉等干涉现象.(3)利用迈克耳孙干涉仪测定He-Ne 激光的波长.三、实验原理(基本原理概述、重要公式、简要推导过程、重要图形等；要求用自己的语言概括与总结，不可照抄教材)迈克耳孙干涉仪的光路原理如图2.10.1 所示. S 为光源，A 为半镀银玻璃板(使照在上面的光线既能反射又能透射，而这两部分光的强度又大致相等)，C、D 为平面反射镜.光源S 发出的He-Ne 激光经会聚透镜L扩束后，射向A 板. 在半镀银面上分成两束光：光束(1)受半镀银面反射射向C 镜，光束(2)透过半镀银面射向D 镜. 两束光按原路返回后射向观察者e(或接收屏)并在此相遇而发生干涉. 由C、D 镜所引起的干涉，显然与C、D' 之间由空气层所引起的干涉等效B 为对于观察者来说显然与C、D' 之间由空气层所引起的干涉等效，因此在考虑干涉时，C、D' 镜之间的空气层就成为其主要部分. 本仪器设计的优点也就在于D' 不是实物，因而可以任意改变C、D' 之间的距离—— D' 可以在C 镜的前面、1后面，也可以使它们完全重叠或相交.氦氖激光器发射的激光单色性很好，它的 632.81nm 的谱线的Δλ 只有107～10 4 nm，它的相干长度从几米到几千米. 而普通的钠光灯、汞灯的Δλ 均为零点几纳米，相干长度只有 1～2cm. 白炽灯发射的光的Δλ ≈ λ，相干长度为波长的数量级，所以只能看到级数很小的彩色条纹.四、实验内容和步骤（要求用自己的语言概括与总结，不可照抄教）1. 等倾干涉测定 He-Ne 激光的波长(1) 点燃 He-Ne 激光器(注意安全，勿用眼睛直视激光，也勿用手接触 He-Ne 激光管两端高压夹头)，将其输出的红色激光入射到迈克耳孙干涉仪的 A 板上，在 A 板对面墙壁(或激光器的右端面)上找到 D 镜和 C 镜的两个反射点(最亮的)，并调节 C、D 镜后面的螺钉使其同时进入激光出射孔.(2) 观察光屏，进一步调节 C、D 镜后面的螺钉和精细调节螺丝 E、F，使激光的两个反射点(最亮的)严格地重合. 然后在光源至 A 板之间加上扩束透镜 L(注意等高、共轴)使其 He-Ne 激光均匀照亮 A 板，则此时可以在光屏 e 处看到等倾干涉条纹——一系列同心圆环.(3) 微动 D 镜下方的拉紧螺丝 F 或 E，将干涉圆环的中心调至光屏的正中，然后持续同向转动鼓轮H直到看见圆环从中央连续稳定地“冒出”或“吞没”. 此时记下初始坐标(第零个环).(4)继续同向转动小鼓轮 H，观察屏上冒出或吞没的圆环个数(测量时以中心亮斑或暗斑为参考，转动小鼓轮，中心亮斑或暗斑必须变化到同样大小时计数一次). 每冒出或吞没 50 个干涉圆环读取一个活动平面镜移动的坐标 d，并填入数据记录表格中.五、数据记录1.实验仪器（记录实验中所用仪器的名称、型号、精度等级等参数）SM-100 型迈克耳孙干涉仪、He-Ne 激光器、扩束2.原始数据记录（原始数据表格只需要画出与数据记录有关的部分，禁止用铅笔记录数据，伪造、抄袭数据按作弊处理，该实验计零分）2六、实验数据整理及数据处理（★需画表格，重新将原始数据整理、誊写一遍，在原始数据记录项中直接进行数据处理的视为无效。
迈克耳干涉仪１８８１年迈克耳（Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ，１８５２—１９３１）制成可以测定微小长度、折射率和光波波长的第一台干涉仪。
后来，他又用干涉仪做了３个闻名于世的重要实验：迈克耳—莫雷（Ｍｏｒｌｅｙ，１８３８—１９２３）“以太”漂移实验，实验结果否定了“以太”的存在，解决了当时关于“以太”的争论，并确定光速为定值，为爱因斯坦（Ｅｉｎｓｔｅｉｎ，１８７９—１９５５）发现相对论提供了实验依据；迈克耳与莫雷最早用干涉仪观察到氢原子光谱中巴耳末系的第一线为双线结构，并以此推断光谱线的精细结构；迈克耳首次用干涉仪测得镉红线波长（λ＝６４３.８４６９６ｎｍ），并用此波长测定了标准米的长度（１ｍ＝１５５３１６４.１３镉红线波长）。
此外，迈克耳于１９２０年用一台高分辨率的干涉仪测量猎户星座一等变光星的直径约为太阳直径的３倍，这是人类首次精确测量太阳之外的恒星的大小。
迈克耳干涉仪在近代物理和近代计量技术中起了重要作用。
今天迈克耳干涉仪已被更完善的现代干涉仪取代，但它的基本结构仍然是许多现代干涉仪的基础。
【预习重点】（１）迈克耳干涉仪的构造原理和调节使用方法。
（２）薄膜的等倾干涉和等厚干涉。
（３）如何利用迈克耳干涉仪测量光的波长。
参考书：《光学》，母国光、战元龄编，第八章；《光学》上册，凯华、钟锡华编，第三章。
【仪器】迈克耳干涉仪、低压钠灯、白炽灯、带“Ｔ”标志的毛玻璃片。
图３３—１迈克耳干涉仪１—分束器Ｇ１；２—补偿板Ｇ２；３—可动反射镜Ｍ１；４—固定反射镜Ｍ２；５—反射镜调节螺丝；６—导轨；７—水平拉簧螺丝；８—垂直拉簧螺丝；９—微调手轮；１０—粗调手轮；１１—读数窗口；１２—光屏迈克耳干涉仪是根据分振幅干涉原理制成的精密实验仪器，主要由４个高品质的光学镜片和一套精密的机械传动系统装在底座上组成（图３３—１）。
其中作为分束器的Ｇ１是一面镀有半透膜的平行平面玻璃板，与相互垂直的Ｍ１和Ｍ２两个反射镜各成４５°角，它使到达镀镆处的光束一半反射一半透射，分为两个支路Ⅰ和Ⅱ（图３３—２所示），又分别被Ｍ１和Ｍ２反射返回分束器会合，射向观察位置Ｅ。
迈克耳孙干涉仪１８８１年迈克耳孙（Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ，１８５２—１９３１）制成可以测定微小长度、折射率和光波波长的第一台干涉仪。
后来，他又用干涉仪做了３个闻名于世的重要实验：迈克耳孙—莫雷（Ｍｏｒｌｅｙ，１８３８—１９２３）“以太”漂移实验，实验结果否定了“以太”的存在，解决了当时关于“以太”的争论，并确定光速为定值，为爱因斯坦（Ｅｉｎｓｔｅｉｎ，１８７９—１９５５）发现相对论提供了实验依据；迈克耳孙与莫雷最早用干涉仪观察到氢原子光谱中巴耳末系的第一线为双线结构，并以此推断光谱线的精细结构；迈克耳孙首次用干涉仪测得镉红线波长（λ＝６４３.８４６９６ｎｍ），并用此波长测定了标准米的长度（１ｍ＝１５５３１６４.１３镉红线波长）。
此外，迈克耳孙于１９２０年用一台高分辨率的干涉仪测量猎户星座一等变光星的直径约为太阳直径的３倍，这是人类首次精确测量太阳之外的恒星的大小。
迈克耳孙干涉仪在近代物理和近代计量技术中起了重要作用。
今天迈克耳孙干涉仪已被更完善的现代干涉仪取代，但它的基本结构仍然是许多现代干涉仪的基础。
【预习重点】（１）迈克耳孙干涉仪的构造原理和调节使用方法。
（２）薄膜的等倾干涉和等厚干涉。
（３）如何利用迈克耳孙干涉仪测量光的波长。
参考书：《光学》，母国光、战元龄编，第八章；《光学》上册，赵凯华、钟锡华编，第三章。
【仪器】迈克耳孙干涉仪、低压钠灯、白炽灯、带“Ｔ”标志的毛玻璃片。
图３３—１迈克耳孙干涉仪１—分束器Ｇ１；２—补偿板Ｇ２；３—可动反射镜Ｍ１；４—固定反射镜Ｍ２；５—反射镜调节螺丝；６—导轨；７—水平拉簧螺丝；８—垂直拉簧螺丝；９—微调手轮；１０—粗调手轮；１１—读数窗口；１２—光屏迈克耳孙干涉仪是根据分振幅干涉原理制成的精密实验仪器，主要由４个高品质的光学镜片和一套精密的机械传动系统装在底座上组成（图３３—１）。
其中作为分束器的Ｇ１是一面镀有半透膜的平行平面玻璃板，与相互垂直的Ｍ１和Ｍ２两个反射镜各成４５°角，它使到达镀镆处的光束一半反射一半透射，分为两个支路Ⅰ和Ⅱ（图３３—２所示），又分别被Ｍ１和Ｍ２反射返回分束器会合，射向观察位置Ｅ。
补偿板Ｇ２平行于Ｇ１，是一块与Ｇ１的厚度和折射率都相同的平行平面玻璃。
它用来补偿光束Ⅱ在分束器玻璃中少走的光程，使两光路上任何波长的光都有相同的程差，于是白光也能产生干涉。
Ｍ２是固定的，Ｍ１装在拖板上。
转动粗调手轮，通过精密丝杠可以带动拖板沿导轨前后移动，导轨的侧面有毫米直尺。
传动系统罩读数窗口内的圆分度盘每转动１格，Ｍ１镜移动０.０１ｍｍ，右侧的微调手轮每转动１个分格，Ｍ１镜只移动10-4ｍｍ，估计到10-5ｍｍ。
Ｍ１和Ｍ２的背后各有３个调节螺丝，可以调节镜面的法线方位。
Ｍ２镜水平和垂直的拉簧螺丝用于镜面方位的微调。
利用相干光在干涉仪上分成两支的特点，可以在一支光路中加入待研究的物质。
例如，加入气体盒来测定气体折射率。
现代，迈克耳孙干涉仪也用于傅里叶变换光谱研究。
使用迈克耳孙干涉仪需了解以下几点。
（１）在了解仪器的调节和使用方法之后才可以动手操作。
（２）光学玻璃件的光学表面绝对不许用手触摸，也不要自己用擦镜纸擦试。
（３）两个拉簧螺丝只用于微调，不可拧得过紧。
图３３—２迈克耳孙干涉仪光路（４）因为转动微调手轮时，粗调手轮随之转动，但在转动粗调手轮时微调手轮并不随着转动，所以在调好仪器的光路之后需要调节测微尺的零点。
这时将微调手轮沿某一方向（如逆时针方向）旋转至零，然后以同方向转动粗调手轮对齐读数窗口中的某一刻度，以后测量时使用微调手轮须以同一方向转动。
（５）微调手轮有反向空程。
实验中如需反向转动，要重新调节零点。
【原理】１）等倾干涉环的产生和单色光波长的测量图３３—３干涉仪光路中的相干虚光源在图３３—２的迈克耳孙干涉仪光路中，当Ｍ１和Ｍ２两镜面相互垂直时，眼睛在Ｅ处观察到的反射镜Ｍ２的虚像Ｍ2′是平行于Ｍ１的一个对应平面；而光源Ｓ的虚像Ｓ１和Ｓ2′，则可视为两个相干的虚光源（参见图３３—３），其中Ｓ１由Ｇ１和Ｍ１反射得来，而Ｓ2′由Ｇ１和Ｍ2′（等效于Ｍ２）反射得来。
若Ｍ１与Ｍ2′相距为ｄ，则Ｓ１与Ｓ2′相距为２ｄ。
因此，眼睛在Ｅ处观察到的干涉现象，如同来自Ｓ１和Ｓ2′两个虚光源的相干光波叠加产生的干涉图样。
就扩展光源（例如被钠灯照亮的毛玻璃面Σ，图３３—４）而言，发光面上某点Ｓ以ｉ角入射的光，相当于虚面光源上对应点Ｓ１和Ｓ2′以ｉ角发来二平行光束的叠加，其光程差δ＝２ｄｃｏｓｉ（３３—１）表明当ｄ一定时，所有倾角相同的光束具相同的光程差，会聚到透镜焦平面处的干涉加强与减弱的情况也相同，所以叫做“等倾干涉”。
相同倾角的光束会聚于焦平面以光轴为中心的圆周上，所以干涉条纹为一系列明暗相间的同心圆环。
圆心处所对应的入射角ｉ＝０，两相干光束光程差最大（δ＝２ｄ），对应的干涉级最高，从圆心向外级次逐环降低（与牛顿环相反）。
当移动平面镜Ｍ１的位置，使Ｍ１与Ｍ2′的距离逐渐增大时，干涉环会一个一个“冒”出来；反之，当ｄ减小时，干涉环会一个个向中心“缩”进去。
每“冒”出或“缩”进一个干涉环，相应光程差改变了一个波长，也就是Ｍ１镜与Ｍ2′间的距离变化了半个波长。
若观察到ΔＮ个干涉环的变化，则距离ｄ的变化量Δｄ＝ΔＮλ／２（３３—２）而（３３—３）图３３—４等倾干涉条纹的产生实际观察干涉条纹时，若以人的眼睛取代图３３—４中的凸透镜，就能够直接看到干涉环，这时环心总是在眼睛的光轴上，因而随眼睛的移动而移动。
２）等厚干涉条纹和白光干涉条纹当Ｍ１与Ｍ2′相距很近时，把Ｍ２镜稍许调斜，Ｍ１与Ｍ′２间形成的劈形膜在扩展光源照射下（因ｉ很小视为垂直入射），可形成定位于镜面附近的等厚干涉条纹。
由式（３１—１）（３３—４）若Ｍ１与Ｍ2′相交，交线上ｄ＝０，所以δ＝０。
因光束Ⅱ被Ｇ１反射时有相位变化，所以在交线处产生较暗的直条纹，即中央条纹。
在交线两侧附近，因ｄ很小，而ｉ也很小，故式中的ｄi2项可忽略，于是有δ＝２ｄ（３３—５）所以，产生的近似直条纹与中央条纹平行。
离交线较远处因ｄi2项的影响增大，条纹发生弯曲，凸向中央条纹。
由于干涉条纹的明暗取决于光程差δ与光源波长λ之间的关系，故若用白光光源，各种波长的光产生的干涉条纹明暗互相重叠。
各色光在中央暗条纹两侧展开，产生多种混合色，组成彩色条纹，而在较高的干涉级，几乎每一点都有各种颜色的光出现，基本上合成白色，所以白光干涉条纹每侧只见不多几条。
【实验要求】１）观察等倾干涉条纹（１）点亮带有毛玻璃窗的钠灯，使毛玻璃片与干涉仪的分束器等高，并正对反射镜Ｍ２。
（２）检查固定镜Ｍ２后的３个调节螺钉以及两个微调拉簧螺钉，使其松紧适中，留有双向调节余量。
（３）调节粗调手轮，使两个反射镜与分束器的距离大致相等。
这时视场上将出现经Ｍ１镜和Ｍ２镜反射的两组毛玻璃上的“Ｔ”字影像，调节固定镜Ｍ２后的调节螺钉，使视场中的两组“Ｔ”字像重合，直至视场中出现干涉条纹。
若条纹很模糊，或看不到干涉条纹，可转动粗调手轮约半周，再重新调节两“Ｔ”字像重合。
（实验室已将动镜Ｍ１的法线方向与它沿导轨的移动方向调节一致，所以动镜Ｍ１后的螺钉不许动了。
）调出干涉条纹后，再用两个拉簧螺钉仔细地调节Ｍ２镜的方位，把干涉条纹调成环形，环的中心调至视场中央。
直到眼睛上下、左右移动时，环心处条纹明暗无明显变化，此时Ｍ2′与Ｍ即达到完全平行。
２）测量钠黄光的波长（１）旋转微调手轮，观察干涉环的“冒”或“缩”现象，直至出现清晰的干涉环。
调节微调手轮零点。
（２）轻轻旋转微动手轮（与调零点时同方向），每冒出（或缩进）５０个环读一次Ｍ１镜的位置。
按数据处理示例的表格记录数据，用逐差法计算Δｄ，根据式（３３—３）计算钠黄光的波长，并计算不确定度。
【思考题】1.实验中毛玻璃起什么作用？为什么观察等倾干涉条纹要用通过毛玻璃的光来照明？a)使其成为扩展面光源.... 毛玻璃两个作用，一个是接受广屏，一个是使Na灯点光源成扩展面光源。
面光源好理解... 发生等倾干涉需要不同的入射角的光线，使用毛玻璃就是让光束发散产生不同入射角的光2.怎样调节迈克尔干涉仪是干涉条纹出现？调节两个镜子的俯仰螺丝可以使干涉条纹上下移动，俯仰螺丝通常是镜架上右下方的螺丝。
调节中间分束板的水平角度，也就是旋转分束板，可以调节干涉条纹的左右。
最好的方法是先去点扩束透镜，屏幕上回出现三个亮斑，第一个是分束镜直接反射光源的亮斑，转动分束镜，和分束镜的俯仰，调节至屏幕中心，然后另外两个分别是两个平面镜反射回来的亮斑，调节两个平面镜的俯仰很旋转，使之到屏幕中心，三个亮斑重合，加上扩束透镜，出现干涉条纹，然后轻微调节两个镜子，就可以了！迈克尔干涉仪是如何提高波长的测量精度1，条件是光程差恒定,即有L=2nh*cos(i);既然观察到了等倾干涉条纹，说明两平面镜已调平行，且不改变镜子倾角，再使d=0，说明镜子1和镜子2的虚像已经重合，此时视场为全暗（中心半点扩大到整个视场），不可能出现等厚条纹；显然不矛盾，光程差恒定不代表d可以为0，当d=0时，两光束相位差为零，不发生干涉；2，由于光程差的改变使原来第n级条纹移动出现在另外一处，看起来就像是条纹在移动；拿牛顿环实验来说，当挤压两透镜时，原来第n级环条纹（光程差为h，设空气折射率为1）的位置，由于光程差改变&h，若恰好使m*光波长. =h-&h，则该位置将出现第m级环条纹，其中m<n(靠中心处级数越低），总体看起来就好像条纹在向外扩散，中心处不断“吐”出新的条纹。
