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物理实验报告02618
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迈克尔逊干涉仪的调整和使用.doc 5页
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迈克尔逊干涉仪的调整和使用
一、实验目的：
了解迈克尔逊干涉仪的原理结构，学习调节和使用方法。
观察等倾,等厚干涉现象。
测量He-Ne激光波长。
二、实验仪器：
三、实验原理：
图1是迈克尔逊干涉仪的光路原理图。光源上一点发出的光线射到半透明层K上被分为两部分光线“1”和“2”。光线“2”射到M2上被反射回来后，透过G1到达E处；光线“1”透过G2射到M1，被M1反射回来后再透过G2射到K上，反射到达E处。这两条光线是由一条光线分出来的，故它们是相干光。光线“1”也可看作是从M1在半透明层中的虚像M1ˊ反射来的。在研究干涉时，M1ˊ与M1是等效的。调整迈克尔逊干涉仪，使之产生的干涉现象可以等效为M1ˊ与M2之间的空气薄膜产生的薄膜干涉。
用凸透镜会聚的激光束是一个很好的点光源，它向空间发射球面波，从反射后可看成由两个光源发出的（见图2），至屏的距离分别为点光源S从
反射至屏的光程，的距离为M1ˊ和M2之间距离的二倍，
即2。虚光源发出的球面波在它们相遇的空间处处相干，这种干涉是非定域干涉。如果把屏垂直于的连线放置，则我们可以看到一组同心圆，圆心就是连线与屏的交点。如图2，由到屏上的任一点A，两光线的程差可得：
由式（1）可知：
（1）当 时程差最大，即圆心E点所对应的干涉级别最高。
当移动的距离增大时，圆心干涉级数越来越高，我们就可以看到圆条纹一个一个从中心“冒”出来，反之当d减小时，圆条纹一个一个地向中心“缩”进去。每当“冒”出或“缩”进一条条纹时，就增加或减小，所以测出“冒出”或“缩进”的条纹数目，由已知波长就可求得移动的距离，这就是利用干涉测长法；反之，若已知移动的距离，则就可求得波长，它们的关系为：
（2）增大时，程差每改变一个波长所需的的变化值减小，即两亮环（或两暗环）之间的间隔变小。看上去条纹变细变密。反之减小，条纹变粗变稀。
四、实验步骤：
1. 仪器的调节
（1）使He-Ne激光束大致垂直于M1，即调节He-Ne激光器高低左右位置，使反射回来的光束按原路返回。
（2）装上观察屏E，可看到分别由M1和M2反射至屏的两排光点，每排四个光点，中间两个比较亮，旁边两个比较暗。调节M1和M2背面的三个螺钉，使两排光点一一重合，这时M1与M2大致互相垂直。
（3）用He-Ne激光器照在G1上，此时一般在屏上会出现干涉条纹，再调节细调拉簧微动螺钉，使能看到位置适中、清晰的圆环状非定域干涉条纹。观察条纹变化。转动粗调手轮，可看到条纹的“冒出”或“缩进”。判别M1ˊM2之间的距离d是变大还是变小。
2. 测量He-Ne激光波长
仔细转动微调鼓轮，使条纹的变化处于“缩进”，当圆形条纹中间的一条缩为一暗点时，记录读数d；再向同一方向转动微调鼓轮，同时读取条纹变化的数目，每次数到50记录一次读数，共测量10组数据。每次测量时，也都使中间的一条暗纹刚好缩为一暗点时，再记录读数。应用逐差法加以处理，求出每冒出Δk条条纹时所对应的Δd的值，代入式(3)计算λ，写出结果表达式。
五、数据记录：
六、数据处理：
结果表达式：
七、注意事项：
1. 转动微动鼓轮时，手轮随着转动，但转动手轮时，鼓轮并不随着转动。因此在读数前应先调整零点，方法如下；将鼓轮15沿某一方向(例如顺时针方向)旋转至零，然后以同方向转动手轮13使之对齐某一刻度。这以后，在测量时只能仍以同方向转动鼓轮使C镜移动，这样才能使手轮与鼓轮二者读数相互配合。?
2. 为了使测量结果正确，必须避免引入空程，也就是说，在调整好零点以后，应将鼓轮按原方向转几圈，直到干涉条纹开始移动以后，才可开始读数测量。为了消除螺距差（空程差），调节中，粗调手轮和微调鼓轮要向同一方向转动；测量读数时，微调鼓轮也要向一个方向转动，中途不得倒退。这里所谓“同一方向”，是指始终顺时
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在观察等倾干涉条纹时,若视线向左移动时中心条纹“冒出”,而向右移动时中心条纹“消失”,
问M1与M2‘的间距是否处处相等,是怎样变化的在观察等倾干涉条纹时,若视线向左移动时中心条纹“冒出”,而向右移动时中心条纹“消失”,应如何调整
我有更好的答案
观察等倾干涉条纹时，说明两个反射镜M1和M2并不是严格平行的。M1和M2的距离如果变大，而右边较小，条纹就会冒出，距离变小，如果视线向左移动时中心条纹“冒出”，此时两个反射镜的间距，左边较大，条纹就会消失。所以，向右则“消失”，需要调节两者严格平行，间距相同
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M2M2M1M2ddd
M2M1小时，若用白光作光源，则可看到彩色的条纹。若是等厚干涉，则中央是一条白色条纹，两侧有若干彩色条纹。中央条纹对应于d=0
D122&1dd12k21ik
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P1P2M1ndil
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