迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告　　广西大学学生实验报告　　成绩：指导教师：　　专业：班别：实验时间：实验人：学号：同组实验人：　　实验十二迈克尔逊干涉仪的调节和使用　　19世纪末，迈克尔逊为了确定当时虚构的光传播介质—“以太”的性质，设计和制造了该种干涉仪，并在1881年与莫雷合作在该干涉仪上进行了历史上有名的迈克尔逊—莫雷测“以太”风实验，实验得到了否定的结果，为爱因斯坦1905年创立相对论提供了实验基

2、础。　　迈克尔逊干涉仪是用分振幅的方法产生双光束以实现干涉的仪器。它的主要特点是两相干光束完全分开，这就很容易通过改变一光束的光程来改变两相干光束的光程差，而光程差是可以以光波的波长为单位来度量的。因此，迈氏干涉仪及其基本原理已被广泛应用于长度精密计量、光学平面的质量检验和傅里叶光谱技术等方面，是许多近代干涉仪的原型。　　通过本实验希望同学们能了解迈氏干涉构造原理和调节方法，对单色光的等倾、等厚干涉条纹以及复色光的干涉条纹有一个直观的印象，掌握用迈氏干涉仪测量波长和波长差的方法。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了

3、解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　【实验目的】　　1．掌握迈克尔逊干涉仪的调节和使用方法。　　2．用迈克尔逊干涉仪测定氦-氖激光的波长。　　【实验原理】　　图12-1迈克尔逊干涉仪光学系统　　迈克尔逊干涉仪的光路如图15-1所示，干涉仪上各光学元件的名称已注明图上。来自光源S的光经分光板P1分成强度大致相等而在不同方向传播的两束光(1)和(2)，它们分别

4、由反射镜M1、M2反射后，又经过分光板P1射向观察系统，由于(1)和(2)两束光是相干光波，所以在观察系统中将见到该两光束的干涉图样。　　为了便于理解干涉条纹的形成和它的形态，根据分光板P1的半透半反膜及反射镜M1、M2在光路中的作用，将干涉仪的光路简化成图12-2的形式是合理的。图中S′是S关于P1的像，M2′是M2关于P1的像，S1′和S2′分别是S′关于M1和M2′的像。它们的相对位置决定于S、M1和M2相对于O点的距离。在分析一点光源S发出的光线经过干涉仪以后的干涉时，只要看两个相干点源S1′和S2′发出的对应

5、光线的干涉就可以了。观察系统中见到的干涉条纹　　的形态取决于光源的形式和反射镜M1和M2′的相对位置。下面分别讨论几种不同情况下干涉条纹的形态。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　图12-2等效光路图12-3两相干点光源的空间干涉形态图　　(一)单色光的干涉　　1．点光源情况——对应不定域干涉　　从图12-2可知，光

6、源S为点光源时，它在M1和M2′中形成两个虚点源S1′和S2′，射向观察系统的光线即发自两虚点光源。两个相干点光源的空间干涉形态如图12-3所示，由于在空间任一点，总会有发自相干点光源S1和S2的两条光线相遇，所以整个空间处处都有干涉，这种干涉称为不定域干涉。　　2．面光源情况——对应定域干涉　　面光源可以看做是无数个不相干点光源Si的集合，每一个点光源Si发出的光束通过迈氏干涉仪后在空间形成的干涉图样遵守前面的讨论。由于各Si是不相干的，所以空间中任一点P的光强应是所有点光源Si在该点的干涉光强之和。如果我们可将Si

7、在空间任一点P处产生的　　I2??iP)的话，则在面光源情况下P点的总光强应为干涉光强表示为Ii=0i(1?cos2?　　I2??iP)I??Ii??0i(1?cos2?　　图12-4面光源照明下的迈氏干涉仪等效光路　　图12-4画出了面光源上下不同位置的两个光点源Si、SK对空间有限距离外P点的光程差目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及

8、个人素质的培训计划　　?2-PSK?1=ΔKP。由图显然有ΔiP≠ΔKP，面光源上各点源对P情况，其中PSi?2-PSi?1=ΔiP，PSK　　点的光程差是不等的，因此它们各自在P点产生的干涉光强Ii也不相同，有的可能加强，有的则可能减弱。由于Si的光源面上是连续分布的，所以在各Si在P点的光程差ΔiP也是连续变　　I2?化的，其