迈克尔逊干涉仪的调节和使用

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1、范文范例学习指导实验报告班级　姓名学号日期　2011-9-19室温　30.9℃　　气压　102.34　成绩　　　　教师　　　实验名称　　迈克尔逊干涉仪的调节和使用　　　　　【实验目的】1.了解迈克尔逊干涉仪的工作原理，掌握其调节和使用的方法。2.应用迈克尔逊干涉仪，测量He-Ne激光的波长【实验仪器】迈克尔逊干涉仪（WSM-2000304030320100538)He-Ne激光器扩束镜迈克尔逊干涉仪的主体结构迈克尔逊干涉仪的主体结构如图3-45（a）所示，由下面6个部分组成。1微调手轮　2粗调手轮　3读数窗口　4可调螺母　5毫米刻度尺　6精密丝杆　7导轨（滑槽）　8螺钉　9调平螺丝　10

2、锁紧圈　11移动镜底座　12紧固螺丝　13滚花螺丝　14全反镜　15水平微调螺丝　16垂直微调螺丝　17观察屏固定杆　18观察屏图3-45　迈克尔逊干涉仪结构（1）底座底座由生铁铸成，较重，确保仪器的稳定性。由3个调平螺丝9支撑，调平后可以拧紧锁紧圈10以保持座架稳定。（2）导轨导轨7由两根平行的长约280mm的框架和精密丝杆6组成，被固定在底座上，精密丝杆穿过框架正中，丝杆螺距为1mm，如图3-45（b）所示。（3）拖板部分拖板是一块平板，反面做成与导轨吻合的凹槽，装在导轨上，下方是精密螺母，丝杆穿过螺母，当丝杆旋转时，拖板能前后移动，带动固定在其上的移动镜11（即M1word整理版范

3、文范例学习指导）在导轨面上滑动，实现粗动。M1是一块很精密的平面镜，表面镀有金属膜，具有较高的反射率，垂直地固定在拖板上，它的法线严格地与丝杆平行。倾角可分别用镜背后面的3颗滚花螺丝13来调节，各螺丝的调节范围是有限度的，如果螺丝向后顶得过松，在移动时可能因震动而使镜面有倾角变化，如果螺丝向前顶得太紧，致使条纹不规则，严重时，有可能使螺丝口打滑或平面镜破损。（4）定镜部分定镜M2是与M1相同的一块平面镜，固定在导轨框架右侧的支架上。通过调节其上的水平拉簧螺钉15使M2在水平方向转过一微小的角度，能够使干涉条纹在水平方向微动；通过调节其上的垂直拉簧螺钉16使M2在垂直方向转过一微小的角度，

4、能够使干涉条纹上下微动；与3颗滚花螺丝13相比，15、16改变M2的镜面方位小得多。定镜部分还包括分光板P1和补偿板P2，后面原理部分将介绍。（5）读数系统和转动部分①动镜11（即M1）的移动距离毫米数可在机体侧面的毫米刻尺5上直接读得。②粗调手轮2旋转一周，拖板移动1mm，即M2移动1mm，同时，读数窗口3内的鼓轮也转动一周，鼓轮的一圈被等分为100格，每格为10-2mm，读数由窗口上的基准线指示。③微调手轮1每转过一周，拖板移动0.01mm，可从读数窗口3中可看到读数鼓轮移动一格，而微调鼓轮的周线被等分为100格，则每格表示为10-4mm。所以，最后读数应为上述三者之和，如图3-46

5、所示。图3-46迈克尔逊干涉仪的读数（6）附件支架杆17是用来放置像屏18用的，由加紧螺丝12固定。【实验原理】1．相干光的获得迈克尔逊干涉仪是利用分振幅的方法产生双光束来实现干涉的。其工作原理如图3-47所示，M1、M2为两垂直放置的平面反射镜，分别固定在两个垂直的臂上。P1、P2平行放置，与M2固定在同一臂上，且与M1和M2的夹角均为45°。M1由精密丝杆控制，可以沿臂轴前后移动。P1的第二面上涂有半透明、半反射膜，能够将入射光分成振幅几乎相等的反射光1'、透射光2'，所以P1称为分光板（又称为分光镜）。1'光经M1反射后由原路返回再次穿过分光板P1后成为1"光，到达观察点E处；2'

6、光到达M2后被M2反射后按原路返回，在P1的第二面上形成2"光，也被返回到观察点E处。由于1'光在到达E处之前穿过P13次，而2'光在到达E处之前穿过P11次，为了补偿1'、2'两光的光程差，便在M2word整理版范文范例学习指导所在的臂上再放一个与P1的厚度、折射率严格相同的P2平面玻璃板，满足了1'、2'两光在到达E处时无光程差，所以称P2为补偿板。由于1'、2'光均来自同一光源S，在到达P1后被分成1'、2'两光，所以两光是相干光。综上所述，光线2"是在分光板P1的第二面反射得到的，这样使M2在M1的附近（上部或下部）形成一个平行于M1的虚像M2＇（即M2＇是M2经P1反射而成的虚

7、像）。因而，在迈克尔逊干涉仪中，自M1、M2的反射相当于自M1、M2＇的反射。也就是，在迈克尔逊干涉仪中产生的干涉相当于M1与M2＇之间的空气薄膜所产生的干涉。当M1与M2＇严格平行时，空气膜厚度相同，所发生的干涉为等倾干涉，可以观察到由一系列同心圆环组成的等倾干涉条纹。当M1与M2＇不平行且M2与M¢1足够靠近时，空气膜可看作夹角恒定的楔形薄膜，所发生的干涉为等厚干涉，可以观察到一系列互相平行，宽度相同的等厚干涉条纹。迈克尔逊干涉