典型的双光束干涉系统及其应用
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典型的双光束干涉系统及其应用
M1
M 2
K
Ⅰ
A E
ⅡJ
D9
在迈克耳孙干涉仪的两臂中分别引入 10 厘 米长的玻璃管 A、B ，其中一个抽成真空， 另一个在充以一个大气压空气的过程中观察 到107.2 条条纹移动，所用波长为546nm。 求空气的折射率？
10
激光比长仪
应用迈克尔逊干涉仪 和稳频He-Ne激光器 可以进行长度的精密 计量。在图所的装置 中，光电计数器用来 记录干涉条纹的数目, 光电显微镜给出起始 和终止信号.
整个仪器的原理就是 双光束干涉
M1
M 2
K
Ⅰ
A E
ⅡJ
D
C
T
M2
P
3
迈克尔逊干涉仪的等倾干涉
如果调节M2，使得 M’2 与 M1 平行，所观察到的干
涉图样就是一组等倾干涉圆环。可以利用干涉环的角 半径和角间距理论来分析
条纹角半径
1Nn 1'
n
h
N1q
(36)
条纹角间距 12nn'21h (37)
角半径表征了条纹的半径 大小 平板厚度越大，条纹角半 径就越小，条纹半径越小
11.5 典型的双光束干涉系统及其应用 二、迈克尔逊干涉仪 迈克尔逊干涉仪是迈克尔逊和莫雷设计出来的一种 利用分割光波振幅的方法实现干涉的精密光学仪器。
迈克尔逊（1852~1931），美国物 理学家 ，主要贡献在于光谱学和度 量学，获1907年诺贝尔物理学奖。
1
迈克尔逊干涉仪是1881年迈克尔逊设 计制作的，它闻名于世是因为迈克尔 逊曾用它作过三个重要的实验：
角间距表征了相邻两条纹 之间的距离 靠近中心的条纹较疏，离 中心越远的条纹约密
4
当 M1 向 M’2 移动时(虚平板厚度减小)， 圆环条纹向中心收缩，并在中心一一消失。 条纹会变粗(因为 h 变小，角间距Δθ1变 大)，同一视场中的条纹数变少。
双光束干涉PPT课件
从一个条纹过渡到另一个条纹，平板的厚度均改变
/ (2n)。
L h sin
h 2n
46
(2)劈尖的等厚干涉条纹
L2nsin (33)
劈角 小，条纹间距大；反之，劈角 大，条纹
间距小。因此，当劈尖上表面绕棱线旋转时, 随着
的增大, 条纹间距变小, 条纹将向棱线方向移动。
47
(2)劈尖的等厚干涉条纹
49
(2)劈尖的等厚干涉条纹 应用:
Δh
b
b'
50
（3）牛顿环 在一块平面玻璃上放置一曲率半径 R 很大的平凸透 镜，在透镜凸表面和玻璃板的平面之间便形成一厚 度由零逐渐增大的空气薄层。
S
R
r
o
h
51
（3）牛顿环 当以单色光垂直照射时，在空气层上会形成一组以 接触点 O 为中心的中央硫、边缘密的圆环条纹，称 为牛顿环。
II12 00..906016 V0.0814
所以，在平行板表面反射率较低的情况下，通常应
用的是反射光的等倾干涉。
35
2）楔形平板产生的干涉——等厚干涉 扩展光源中的某点 S0 发出一束光，经楔形板两表面 反射的两支光相交于 P 点，产生干涉，其光程差为
n ( A B B C ) n 0 ( A P A C )
23
②等倾亮圆环的半径
一般情况下，1N 和 2N 都很小，近似有 nn01N/ 2N
1 c o s2 N 2 2 N /2 n 0 21 2 N /2 n 2 ，因而由上式可得
1Nn10
n N1
h
(23)
2 n h ( 1 c o s2 N ) ( N 1 ） ]
1 c o s2 N 2 2 N /2 n 0 21 2 N /2 n 2
/ (2n)。
L h sin
h 2n
46
(2)劈尖的等厚干涉条纹
L2nsin (33)
劈角 小，条纹间距大；反之，劈角 大，条纹
间距小。因此，当劈尖上表面绕棱线旋转时, 随着
的增大, 条纹间距变小, 条纹将向棱线方向移动。
47
(2)劈尖的等厚干涉条纹
49
(2)劈尖的等厚干涉条纹 应用:
Δh
b
b'
50
（3）牛顿环 在一块平面玻璃上放置一曲率半径 R 很大的平凸透 镜，在透镜凸表面和玻璃板的平面之间便形成一厚 度由零逐渐增大的空气薄层。
S
R
r
o
h
51
（3）牛顿环 当以单色光垂直照射时，在空气层上会形成一组以 接触点 O 为中心的中央硫、边缘密的圆环条纹，称 为牛顿环。
II12 00..906016 V0.0814
所以，在平行板表面反射率较低的情况下，通常应
用的是反射光的等倾干涉。
35
2）楔形平板产生的干涉——等厚干涉 扩展光源中的某点 S0 发出一束光，经楔形板两表面 反射的两支光相交于 P 点，产生干涉，其光程差为
n ( A B B C ) n 0 ( A P A C )
23
②等倾亮圆环的半径
一般情况下，1N 和 2N 都很小，近似有 nn01N/ 2N
1 c o s2 N 2 2 N /2 n 0 21 2 N /2 n 2 ，因而由上式可得
1Nn10
n N1
h
(23)
2 n h ( 1 c o s2 N ) ( N 1 ） ]
1 c o s2 N 2 2 N /2 n 0 21 2 N /2 n 2
《双光束干涉》课件
扩展光源
对于某些实验需求，可以使用扩 展光源代替激光器，以模拟自然 光或实现更大的干涉条纹可见度 。
分束器
半透半反镜
将一束光分成两束相同的光，一束反 射，一束透射，是常用的分束器。
分束棱镜
利用棱镜的折射特性将一束光分成两 束不同角度的光，常用于产生不同路 径长度的干涉。
反射镜和干涉仪
反射镜
用于改变光路，使两束光在空间上交叠，形成干涉。
干涉条纹的移动与变化
当一束光波的波长或相位发生变化时，干涉条纹的位置 和形状也会随之改变。
当两束光波的振幅（强度）发生变化时，干涉条纹的可 见度和强度也会受到影响。
当一束光波在空间中传播时，遇到不均匀介质或受到外 界扰动时，干涉条纹的位置和形状也会发生变化。
干涉条纹的可见度与强度
01
干涉条纹的可见度与两束光波的 相位差和振幅有关。相位差越小 ，可见度越高；振幅越大，可见 度越高。
双光束干涉的原理
光程差
01
两束光在相遇点产生的光程差会导致相位发生变化，进而影响
干涉结果。
干涉加强
02
当两束光的光程差为半波长的偶数倍时，光强增强，形成明条
纹。
干涉减弱
03
当两束光的光程差为半波长的奇数倍时，光强减弱，形成暗条
纹。
02
双光束干涉实验装置
Chapter
光源
激光器
作为相干性好的光源，激光器能 够产生单色性好的光束，是双光 束干涉实验中的理想选择。
激光器稳定性误差
激光器的输出功率和波长可能会随时间变化，导 致干涉条纹的移动和变化。
探测器响应误差
探测器的响应速度和精度会影响对干涉条纹的记 录和分析。
THANKS
对于某些实验需求，可以使用扩 展光源代替激光器，以模拟自然 光或实现更大的干涉条纹可见度 。
分束器
半透半反镜
将一束光分成两束相同的光，一束反 射，一束透射，是常用的分束器。
分束棱镜
利用棱镜的折射特性将一束光分成两 束不同角度的光，常用于产生不同路 径长度的干涉。
反射镜和干涉仪
反射镜
用于改变光路，使两束光在空间上交叠，形成干涉。
干涉条纹的移动与变化
当一束光波的波长或相位发生变化时，干涉条纹的位置 和形状也会随之改变。
当两束光波的振幅（强度）发生变化时，干涉条纹的可 见度和强度也会受到影响。
当一束光波在空间中传播时，遇到不均匀介质或受到外 界扰动时，干涉条纹的位置和形状也会发生变化。
干涉条纹的可见度与强度
01
干涉条纹的可见度与两束光波的 相位差和振幅有关。相位差越小 ，可见度越高；振幅越大，可见 度越高。
双光束干涉的原理
光程差
01
两束光在相遇点产生的光程差会导致相位发生变化，进而影响
干涉结果。
干涉加强
02
当两束光的光程差为半波长的偶数倍时，光强增强，形成明条
纹。
干涉减弱
03
当两束光的光程差为半波长的奇数倍时，光强减弱，形成暗条
纹。
02
双光束干涉实验装置
Chapter
光源
激光器
作为相干性好的光源，激光器能 够产生单色性好的光束，是双光 束干涉实验中的理想选择。
激光器稳定性误差
激光器的输出功率和波长可能会随时间变化，导 致干涉条纹的移动和变化。
探测器响应误差
探测器的响应速度和精度会影响对干涉条纹的记 录和分析。
THANKS
光的干涉和干涉系统
2
S
y x r1 S1 O
S2
P(x,y,D)
x
r2
z
d D
2 k ( r2 r1 ) k
2
( r2 r1 ) 2 ( r2 r1 ) 则 ：I＝4 I 0 cos k 4 I 0 cos 2
光强 I 的强弱取决于光程差 (r2 r1 )
x
22
对于双光束干涉： I M＝I 1＋I 2＋2 I 1 I 2， I m I1 I 2 2 I1 I 2
K 2 I1 I 2 ( I1 I 2 )
I I1 I 2 2 I1 I 2 cos 2 I1 I 2 ( I1 I 2 )(1 cos ) I1 I 2 ( I1 I 2 )(1 K cos )
4、干涉条纹的意义：光程差的等值线
5、干涉条纹的间隔： e
6、干涉条纹间隔与波长：多色光的干涉
7、两个点源在空间形成的干涉场：等光程差面
14
作业：
P374
5、6、7
15
菲涅耳双面镜
S 挡光板
M1
S1 d S2
D
M2
16
菲涅耳双棱镜
S1 S S2
17
洛埃镜
S1
d
S2
D
18
比累对切透镜
S
P
P S I1 θ1 N h A θ2 B
36
M1 n M2
n’ n
I2 C
S1 S2
n’
二、平行平板干涉（等倾干涉）
双光束干涉： I1 I 2 2 I1 I 2 cosk I
1.光程差计算 n AB BC nAN
S
y x r1 S1 O
S2
P(x,y,D)
x
r2
z
d D
2 k ( r2 r1 ) k
2
( r2 r1 ) 2 ( r2 r1 ) 则 ：I＝4 I 0 cos k 4 I 0 cos 2
光强 I 的强弱取决于光程差 (r2 r1 )
x
22
对于双光束干涉： I M＝I 1＋I 2＋2 I 1 I 2， I m I1 I 2 2 I1 I 2
K 2 I1 I 2 ( I1 I 2 )
I I1 I 2 2 I1 I 2 cos 2 I1 I 2 ( I1 I 2 )(1 cos ) I1 I 2 ( I1 I 2 )(1 K cos )
4、干涉条纹的意义：光程差的等值线
5、干涉条纹的间隔： e
6、干涉条纹间隔与波长：多色光的干涉
7、两个点源在空间形成的干涉场：等光程差面
14
作业：
P374
5、6、7
15
菲涅耳双面镜
S 挡光板
M1
S1 d S2
D
M2
16
菲涅耳双棱镜
S1 S S2
17
洛埃镜
S1
d
S2
D
18
比累对切透镜
S
P
P S I1 θ1 N h A θ2 B
36
M1 n M2
n’ n
I2 C
S1 S2
n’
二、平行平板干涉（等倾干涉）
双光束干涉： I1 I 2 2 I1 I 2 cosk I
1.光程差计算 n AB BC nAN
物理光学第十二章 第四节 平板的双光束干涉(楔形平板产生的等厚干涉、斐索干涉仪和迈克尔逊干涉仪)
根据光的干涉原理组成的一个仪器，通过对这个仪器所产生的干涉 条纹的测量而达到某种测量目的，这样的光学仪器就是干涉仪。干 涉仪的种类很多，在科学研究、生产和 计量部门都有广泛的应用，但各 种干涉仪在光路结构上都存在某 些相似之处，这里了解几种典型 的双光束干涉仪。
（一）、斐索干涉仪 （二）、迈克耳逊干涉仪
kdrrdh?????????811822122激光球面干涉仪11kdn???42211213动态演14示名称用途工作原理干涉条纹性质斐索干涉仪名称用途工作原理干涉条纹性质斐索干涉仪1测定平板表面的平面度和局部误差测定平板表面的平面度和局部误差2测量平行平板的平行度和小角度光楔的楔角测量平行平板的平行度和小角度光楔的楔角3测量透镜的曲率半径1使标准平晶的下表面与待检平面构成空气平板使标准平晶的下表面与待检平面构成空气平板2去掉标准平晶可直接利用被测平板上下表面形成双光束干涉去掉标准平晶可直接利用被测平板上下表面形成双光束干涉3将标准平晶换成球面样板使球面样板曲面和待测曲面间将标准平晶换成球面样板使球面样板曲面和待测曲面间构成空气板进行检测1形成等厚干涉条纹2根据检测对象不同干涉光束来自不同的标准反射面和被测面根据检测对象不同干涉光束来自不同的标准反射面和被测面3干涉光反射面选择不同对应定域面位置不同干涉光反射面选择不同对应定域面位置不同典型的双光束干涉系统15率半径构成空气板进行检测迈克耳孙干涉仪迈克耳孙干涉仪1确定零光程差位置确定零光程差位置2进行样品或长度测量进行样品或长度测量3精确测量单色光波长精确测量单色光波长1白光照明时加上补偿板能够同时补偿各色光的光程差以获得零级白光条纹用于准确确定零光程差位置作为精确测量基准白光照明时加上补偿板能够同时补偿各色光的光程差以获得零级白光条纹用于准确确定零光程差位置作为精确测量基准2因为干涉仪能将参考光和测量光束分开所以可将样品放置于测量光路中观察干涉条纹的变化
双光束干涉的一般理论资料讲解
在两束光波传播方向的夹角以小角度同向传播时，叠加才会出现干 涉条纹(密集的窄条纹)，并且随着两束光的传播方向的夹角越小，干涉条 纹越宽；当两束光波完全重合平行时，叠加区域内将只出现一级干涉条纹。
2.1.2 双光束干涉的一般理论
一、两束平面波的干涉：
1.干涉项的特点与等强度面：
两束平面波满足相干条件时，它们可以写成：
定义对比度：
K IM Im IM Im
2.1 双光束干涉的一般理论
一、两束平面波的干涉：
此时有
E10E202E20E102 K
2E10E20
E10E202E20E102 E102E202
可见，1≥K≥0， 当E10=E20时，K=1，对应条纹最清晰，即完全相干。K=0，对应无条纹。
完全相干的充要条件是, E10与E20大小相同，方向平行，此条件并不 易满足，故一般看到的是部分相干条纹。
当 m 是整数时，我们说发生了“完全相长干涉”，对应最大强度面，
其上的强度是：
I(r)E10 E20 2
当 m 是半整数时，我们说发生了“完全相消干涉”，对应最小强度面，
其上的值是：
I(r)E10 E20 2
m 称为干涉场中等强度面的干涉级。
2.1 双光束干涉的一般理论
一、两束平面波的干涉：
3. 空间频率与空间周期
知，两束平面波干涉的结果是在一直流量上加入了一余弦变化量；
对于条纹间距e确定的干涉条纹而言，其清晰程度与强度的起伏大 小以及平均背景大小有关。
起伏程度（即强度分布的“交变”部分）越大，平均背景越小， 则条纹越清晰；
对于强度按余弦规律变化的干涉条纹，可以用对比度（也称“反 衬度”，“可见度”或“调制度”）定量地描述其清晰程度：
2.1.2 双光束干涉的一般理论
一、两束平面波的干涉：
1.干涉项的特点与等强度面：
两束平面波满足相干条件时，它们可以写成：
定义对比度：
K IM Im IM Im
2.1 双光束干涉的一般理论
一、两束平面波的干涉：
此时有
E10E202E20E102 K
2E10E20
E10E202E20E102 E102E202
可见，1≥K≥0， 当E10=E20时，K=1，对应条纹最清晰，即完全相干。K=0，对应无条纹。
完全相干的充要条件是, E10与E20大小相同，方向平行，此条件并不 易满足，故一般看到的是部分相干条纹。
当 m 是整数时，我们说发生了“完全相长干涉”，对应最大强度面，
其上的强度是：
I(r)E10 E20 2
当 m 是半整数时，我们说发生了“完全相消干涉”，对应最小强度面，
其上的值是：
I(r)E10 E20 2
m 称为干涉场中等强度面的干涉级。
2.1 双光束干涉的一般理论
一、两束平面波的干涉：
3. 空间频率与空间周期
知，两束平面波干涉的结果是在一直流量上加入了一余弦变化量；
对于条纹间距e确定的干涉条纹而言，其清晰程度与强度的起伏大 小以及平均背景大小有关。
起伏程度（即强度分布的“交变”部分）越大，平均背景越小， 则条纹越清晰；
对于强度按余弦规律变化的干涉条纹，可以用对比度（也称“反 衬度”，“可见度”或“调制度”）定量地描述其清晰程度：
双光束干涉实验的实施与分析
光的偏振与干涉效应
偏振性质研 究
对实验结果的影 响
偏振实验展 示
拓展干涉应用领 域
干涉效应分 析
光的偏振行为认 识
偏振片调整
观察到的效应
惠更斯原理在干涉实验中的应 用
惠更斯原理是描述波动现象的重要原理，可以应 用于解释干涉实验中的一些现象。结合惠更斯原 理，可以更深入地理解干涉现象的成因和干涉条 纹的形成规律。
激光干涉仪的精密测量
高精度测量
激光干涉仪能够 实现高精度的长 度、位移等参数
测量
原理优化
利用双光束干涉 实验的原理，可 以改进激光干涉
仪的性能
测量精度提 高
优化激光干涉仪， 可以提高测量的
精度和准确性
广泛应用
激光干涉仪在科 学研究、工业制 造等领域都有重
要应用
光栅测量与光学信号处理
01 精密测量
实验结果的统计与分析
多次实验数据统计
对多次实验数据进行统计 分析，可以得到更加准确 的结果和结论。
误差排除
利用统计方法对实验数据 进行处理，可以排除误差 影响，提高实验结果的可 靠性。
● 04
第四章 双光束干涉实验的进 一步研究
光的相干性与干 涉结果
光的相干性是影响干 涉结果的重要因素， 对光源的相干性进行 研究有助于理解干涉 现象的本质。通过改 变光源的相干性，可 以观察到干涉条纹的 变化，从而探究相干 性对干涉实验的影响。
校准精度
仪器校准是确保测量准确 性的重要环节 利用双光束干涉实验，可 以提高校准的精度，保证 测量结果的可信度
性能稳定
校准后的光学仪器性能更 为稳定，能够长时间保持 高精度工作 为各种应用提供可靠的测 量支持
可靠性提升
《双光束干涉》PPT课件
18
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菲涅耳双面镜装置示意图
P
s
P1
M1
L
s1
d
s2
C
M2
P2
11/24/2020
r0
19
返回
劳埃德镜示意图
P'
P
s1
d
ML
P0
s2
d'
狭缝S1被强单色光照射，作为单色线状光源；
S1经M所成的虚像S2与S1构成相干光源；
入射角i1接近90o－掠射，可使很小。
注意
•1当1/2屏4/2与020M接触时，P0点出现暗纹，原因是光在M
• 也就是说，凡入射角相同的光，形成同一干涉 条纹。通常把这种干涉条纹称为等倾干涉。
11/24/2020
25
从点光源发出的单条光线的光路
11/24/2020
26
等倾干涉 从点光源发出的锥面上光线的光路
11/24/2020
27
(2) 等倾干涉条纹的特性
• 一等倾干涉条纹的 形状与观察透镜放 置的方位有关。
时，肉眼或探测仪器就将观察不到稳定的条纹分布。 • 因此11/，24为/20了20 产生干涉现象，要求两叠加光束的频率尽量相等6。
(2) 对叠加光束振动方向的要求
• 当两光束光强相等，则条纹可见度为V=cosθ
• 若θ=0，两光束的振动方向相同时，V=1，干涉条纹最
清晰； • 若θ=π/2，两光束正交振动时，V=0，不发生干涉； • 当0＜θ＜π/2时，0＜V＜1，干涉条纹清晰度介于上
• 对应于光源S发出的同一入射角的光束，经平板产生的两束透射
光和两束反射光的光程差恰好相差λ/2，相位差相差π； • 透射光与反射光的等倾干涉条纹是互补的，即对应反射光干涉条
光的干涉原理应用实例
光的干涉原理应用实例1. 引言光的干涉是光学中重要的现象之一，它是指两束或多束光线相互作用产生的干涉效应。
干涉现象可以应用于许多领域，例如光学测量、干涉仪器等。
本文将介绍几个光的干涉应用实例。
2. 干涉现象干涉现象是指两条或多条光线相互叠加形成明暗相间的条纹。
干涉现象可分为两种类型：横向干涉和纵向干涉。
横向干涉是指光线在空间中相交形成干涉图案，纵向干涉是指光线在光学元件内部相互干涉形成干涉效应。
3. Michelson干涉仪Michelson干涉仪是一种常见的干涉仪器，它由一束光线经过分束镜、反射镜等光学元件组成。
利用Michelson干涉仪可以测量光的波长、光的速度等物理量。
其原理是将一束光线分成两束，并通过反射镜叠加在一起，形成干涉条纹，从而测量物理量。
4. 干涉测量干涉测量是利用光的干涉原理对物体尺寸、形态等进行精确测量的方法。
干涉测量常用于实验室研究、工业制造等领域。
例如，在现代制造中，干涉测量被广泛应用于薄膜厚度测量、表面形貌检测等。
5. Fringe projection表面形貌检测Fringe projection表面形貌检测是一种基于光的干涉原理的高精度表面形貌检测方法。
它利用投影仪发射出一系列具有相位差的条纹，并通过相机捕获被测物体表面的条纹图案。
根据条纹的相对位移可以推导出被测物体的表面形貌。
6. 光纤传感器光纤传感器是利用光的干涉原理制成的传感器。
光纤传感器可以通过测量光的干涉变化来监测物体的压力、温度、形变等物理量。
光纤传感器具有高灵敏度、抗干扰性强、体积小等优点，广泛应用于工程测量、生物医学等领域。
7. 双脉冲激光测速技术双脉冲激光测速技术是一种基于光的干涉原理的测速方法。
它利用激光束在测量过程中发射连续的两个脉冲，并通过测量两个脉冲之间的干涉条纹的移动来计算物体的速度。
双脉冲激光测速技术在工业生产、交通运输等领域具有广泛的应用。
8. 结论光的干涉原理是光学中重要的现象之一，它在许多领域都有着广泛的应用。
《分波面双光束干涉》课件
在物理实验中，分波面双光 束干涉被用于验证光的波动 性和相干性原理，以及研究 量子力学中的干涉现象。
在工程领域，分波面双光束 干涉被用于光学仪器和传感 器的校准和检测，以及光学 信号处理和通信技术中。
02 分波面双光束干涉的实验装置
光源
总结词
光源是干涉实验中的重要组成部分， 它负责产生用于干涉的光束。
《分波面双光束干涉 》PPT课件
目录
• 分波面双光束干涉的基本概念 • 分波面双光束干涉的实验装置 • 分波面双光束干涉的实验结果与分
析 • 分波面双光束干涉的结论与展望
01 分波面双光束干涉的基本概念
分波面双光束干涉的定义
01
分波面双光束干涉是指将一束光分成两个波面，然后让 这两个波面在空间中相遇，形成干涉现象。
创新成果。
未来研究方向
研究不同类型的光源和光波在 分波面双光束干涉中的表现， 探索提高干涉测量精度和稳定
性的方法。
探讨分波面双光束干涉在生 物医学、环境监测等领域的 应用前景，拓展其应用范围
。
研究分波面双光束干涉与其他 光学干涉技术相结合的可能性 ，开发新型的光学测量和信息
处理技术。
谢谢聆听
使用普通直尺测的方法
• 环境因素：温度和湿度的变化可能影响光学元件的 位置和光学特性，从而影响干涉效果。
误差来源与减小误差的方法
01
减小误差的方法
02
03
使用稳频激光作为光源，确保光强的稳定性 。
使用高精度的测量工具，如显微镜下的测微 器。
04
在恒温、恒湿的环境中进行实验，并定期检 查和调整光学元件的位置。
条纹间距与光程差的关系
通过理论推导，验证了条纹间距与光程差之间的 线性关系，为实验结果提供了理论支持。
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(37)
角半径表征了条纹的半径 大小 平板厚度越大，条纹角半 径就越小，条纹半径越小
角间距表征了相邻两条纹 之间的距离 靠近中心的条纹较疏，离 中心越远的条纹约密
4
当 M1 向 M’2 移动时(虚平板厚度减小)，圆环条纹向中心 收缩，并在中心一一消失。条纹会变粗(因为 h 变小，角
间距Δθ1变大)，同一视场中的条纹数变少。
M 2
M1
6
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
M1
M1
M 2
M 2
有干涉理论可知，当中心消失一个两条纹的时候，M1
就会移动一个/2的距离。于是，根据视场中心条纹消
失或者冒出的数目，我们可以确定M1移动的距离。
h N
2
5
当 M1与 M’2完全重合时，因为对于各个方向入射光 的光程差均相等，所以视场是均匀的。
M
与
1
M 2
重合
如果继续移动 M1，使 M1 逐渐离开M2 ，则条纹不断 从中心冒出，并且随虚平板厚度的增大，条纹越来 越细且变密。
M1 M 2
K
Ⅰ
A E
ⅡJ
D
C
T
M2
P
10
M1
A M2
S
B
在迈克耳孙干涉仪的两臂中分别引入 10 厘米长 的玻璃管 A、B ，其中一个抽成真空，另一个在 充以一个大气压空气的过程中观察到107.2 条条 纹移动，所用波长为546nm。
求空气的折射率？
11
激光比长仪 应用迈克尔逊干涉仪和稳频He-Ne激光器可以进行长 度的精密计量。在图所的装置中，光电计数器用来记 录干涉条纹的数目, 光电显微镜给出起始和终止信号.
整个仪器的原理就是 双光束干涉
M1 M 2
K
Ⅰ
A E
ⅡJ
D
C
T
M2
P
3
迈克尔逊干涉仪的等倾干涉
如果调节M2，使得 M’2 与 M1 平行，所观察到的干涉 图样就是一组等倾干涉圆环。可以利用干涉环的角半 径和角间距理论来分析
条纹角半径
1N
1 n'
n
h
N 1 q
(36)
条纹角间距
1
n 2n '2 1h
迈克尔逊干涉仪的等厚干涉
如果调节 M2，使 M2 与 M1 相互倾斜 一个很小的角度， 且当M2与M1比较 接近，观察面积很 小时，所观察到的 S 干涉图样近似是定 域在楔表面上或楔 表面附近的一组平 行于楔边的等厚条 纹。
M1 M 2
K
Ⅰ
A E
D
C
T
P
可以利用等厚干涉理论来分析
ⅡJ
ห้องสมุดไป่ตู้M2
8
9
迈克尔逊干涉仪的 主要优点是两束光 完全分开，并可由 一个镜子的平移来 改变它们的光程差， 因此可以很方便地 S 在光路中安置测量 样品。这些优点使 其有许多重要的应 用，并且是许多干 涉仪的基础。
①迈克尔逊—莫雷以太漂移实验； ②第一次系统地研究了光谱线的精细结构； ③首次将光谱线的波长与标准米进行了比较，建立 了以光波长为基准的标准长度。
2
迈克尔逊干涉仪的结构
M2关于D的像M’2与 M1平行与否，所成的 虚空气平板就会有虚 平行平板和虚楔形平 板之分。
光线I和II是从通过一 S 条光线经过D分光获 得。
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量值溯源 各个国家计量机构计量型原子力显微镜（C-AFM）通 过激光干涉仪将微纳米测量溯源于激光波长标准。
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11.5 典型的双光束干涉系统及其应用 二、迈克尔逊干涉仪 迈克尔逊干涉仪是迈克尔逊和莫雷设计出来的一种 利用分割光波振幅的方法实现干涉的精密光学仪器。
迈克尔逊（1852~1931），美国物理 学家 ，主要贡献在于光谱学和度量 学，获1907年诺贝尔物理学奖。
1
迈克尔逊干涉仪是1881年迈克尔逊设计制作的，它闻 名于世是因为迈克尔逊曾用它作过三个重要的实验：