迈克尔逊干涉仪.共23页
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迈克尔逊干涉仪,实验报告迈克尔孙干涉仪实验报告迈克耳孙干涉仪实验报告实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构及工作原理,掌握其调试方法2、学会观察非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉及光源的时间相干性,空间相干性等重要问题。
实验原理1. 迈克尔逊干涉仪的光路迈克尔逊干涉仪有多种多样的形式,其基本光路如图5.16.1所示。
从光源束光,在分束镜束1射出的半反射面发出的一上被分成光强近似相等的反射光束1和透射光束2。
反射光;光束2经过补偿板投向反射镜,反后投向反射镜,反射回来再穿过射回来再通过,在半反射面上反射。
于是,这两束相干光在空间相遇并产生干涉,通过望远镜或人眼可以观察到干涉条纹。
补偿板的材料和厚度都和分束镜相同,并且与分束镜平行放置,其作用是为了补偿反射光束1因在中往返两次所多走的光(来自: 写论文网:迈克尔逊干涉仪,实验报告)程,使干涉仪对不同波长的光可以同时满足等光程的要求。
2. 等倾干涉图样(1) 产生等倾干涉的等效光路如图2所示(图中没有绘出补偿板外,还可以看到镜经分束镜),观察者自点向镜看去,除直接看到镜的半反射面和反射的像。
这样,在观察者看来,两相干光束好象是由同一束光分别经涉仪所产生的干涉花样与形成时,只要考虑、、反射而来的。
因此从光学上来说,迈克尔逊干间的空气层所产生的干涉是一样的,在讨论干涉条纹的两个面和它们之间的空气层就可以了。
、和观察屏的相所以说,迈克尔逊干涉仪的干涉情况即干涉图像是由光源以及对配置来决定的。
(2) 等倾干涉图样的形成与单色光波长的测量当和镜垂直于镜时,与相互平行,相距为。
若光束以同一倾角入射在作垂直于光上,反射后形成1和两束相互平行的相干光,如图3所示。
过线。
因和之间为空气层,,则两光束的光程差为所以当固定时,由(1)式可以看出在倾角(1)相等的方向上两相干光束的光程差均相等。
由此可知,干涉条纹是一系列与不同倾角对应的同心圆形干涉条纹,称为等倾干涉条纹。
由于1、两列光波在无限远处才能相遇,因此,干涉条纹定域无限远处。
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。