迈克尔逊干涉仪的调节和使用 1

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1、迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验目的：学会使用迈克尔逊干涉仪，调节迈克尔逊干涉仪，利用等倾条纹的变化测钠光的波长。实验仪器：迈克尔逊干涉仪（WSM---100）实验原理：实验室常用的迈克尔逊干涉仪由两块平面反射镜M1，M2与两块平行玻璃板G1，G2所组成，如图所示M1可沿导轨移动，称为动镜。M2的法线与M1的互相垂直。M2为定镜。分光板G1的作用是将射入光线分成振幅近于相等的一束反射光和一束透射光，G2起补偿光程作用。光源S发出一束光射到G1的半透膜P后，被分解为振幅相近的反射光1和透射光2，1光经G1垂直

2、投射到M1上，而后沿原路返回且透过G1射向E方向。2光如图也射返回E方向。1光和2光在无穷远处相干涉。当观察者从E处向G1看去时，可直接看到M1和M2在G1中的虚像，1光和2光如同从M1和反射来的两束光，因此迈克尔逊干涉仪中的干涉与厚度为d的空气膜产生的干涉一样，d为和虚像的间隔。1光和2光两射到E处的光程差如下图所示：=AB+BC-AD∵M1∥　　　∴AB=BC=而AD=AC根据光的干涉加强和减弱的条件，当式中k=0,1,2,3，……当d，λ一定时，干涉级次k随倾角（入射角）变化，具有相同倾角的所有光线

3、的光程差相同的，对应同一干涉级次k，故称这种干涉为等倾干涉。不同的干涉对应于不同的干涉次级，于是干涉图样是以光轴为中心的同心圆环，当k，λ一定时，对应于同一干涉级次k，当d减小时，倾角必定减小，则该级圆环越往内缩小，看到的现象是干涉圆环“内缩”，中心圆环“陷入”；反之，干涉圆面积环“外扩”，中心圆环“涌出”干涉圆环中心处，θ=0，则有2d=kλ.当移动M1使d增加时，中心圆环“涌出”；反之，当d减小时，中心圆环“陷入”，只要知道移动的距离Δd和涌出（或陷入）的条纹数目Δk，便可求光波的波长：实验步骤：1.

4、调节迈克耳孙干涉仪，使其视场中出现等倾干涉条纹；2.旋转粗调手轮，使M1移动，观察条纹变化；3.从条纹的“涌出”或“陷入”，判断d的变化；4.转动微调手轮，记录M1的初始位置d；5.每涌出或陷入50条（以明条纹为基点，便于计算），记录一次镜的位置，记录8组数据；6.将仪器收放好，实验结束。实验数据记录、处理表1、M1镜的位置的记录表单位：mm数据45．9801445．9641845．9505645．9395945．9159845．9003345．8826145．86905利用逐差法：=0.01666mm=

5、mm由此求出钠黄光波长实验误差分析、实验讨论：实验仪器读数时，本身就存在一定的误差。由于仪器非常的精确，轻微的晃动都可能带来实验误差，转动手轮后读数时，手轮回旋也会带来极小的误差，调节仪器时并为消除视差，同样会带来极小的误差的。实验中手轮转动过程中，转动方向不能中途改变，绝不能用手直接触摸各部件的光学表面。