迈克尔孙干涉图样分析及调节技巧

《迈克尔孙干涉图样分析及调节技巧》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第22卷第3期湖南理工学院学报(自然科学版)V01．22NO．32009年9月JournalofHunanInstituteofScienceandTechnology(NaturalSciences)Sep．2009迈克尔孙干涉图样分析及调节技巧周菊林，李奇云，徐旭玲(湖南理工学院物理与电子信息系，湖南岳阳414006)摘要：阐述了迈克尔孙干涉仪的原理，并针对迈克尔孙干涉仪的光路及调节过程中出现的干涉图样进行了分析，总结出了迈克尔孙干涉仪实验中的一些调节技巧，对学生在对迈克尔孙干涉仪进行有效而准确的调节有一定的指导作用．关键词：光的干涉；氦氖激光器；迈克尔逊干涉仪；

2、干涉图样；等倾干涉；等厚干涉；中图分类号：0436．0文献标识码：A文章编号：1672．5298(2009)03．0063—03InterferencePatternAnalysisandAdjustingTechniqueinMichelsonInterferometerZHOUJu—lin．LIQi—yun．XUXu—ling(DepartmentofPhysicsandElectronicInformation，HunanInstituteofScienceandTechnology,Yueyang414006，China)Abstract：Theprincip

3、leofMichelsoninterferometerissetforth，andtheinterferencepatternsduringadjustinginMichelsoninterferometerisanalyzed，sometechniquesofregulationareputforward．TheconclusionsshouldbeinstructiveforstudentstoadjustMichelsoninterferometerefectivelyandcorrectly．Keywords：interferenceoflight；He-Ne

4、laser；Michelsoninterferometer；interferencepauem；equalinclinationinterference；equalthicknessinterference迈克尔孙干涉仪是美国实验物理学家迈克尔孙在1881年为研究“以太”漂移而精心设计的，后来人们利用它的原理制成了迈克尔孙干涉仪，并用于研究光的精细结构和长度标准的校准，在近代物理和计量技术中有着广泛的应用．例如，可用迈克尔孙干涉仪测量光波的波长、测量微小的长度、测定光源的相干长度，测量气体、固体的折射率⋯，还可以用它来研究温度、压力对光传播的影响等．迈克尔孙的调节实验

5、是大学光学基础实验之一[，有人曾对迈克尔孙干涉仪实验中的异常现象进行过分析引，有人则对迈克尔孙干涉仪光路中补偿板与干涉条纹进行过探讨[钔，也有人制作仿真软件对迈克尔孙干涉仪的光路进行仿真调节与分析[，还有人利用迈克尔孙干涉仪研究压电陶瓷的特性【6J，总之在调节迈克尔孙干涉仪前先要了解它的原理，了解等倾干涉条纹与等厚干涉条纹形成的条件和变化规律，并对干涉图样进行观察、分析才能进行有效而准确的调节．1迈克尔孙干涉仪的光路迈克尔孙干涉仪的基本光路如图1所示．从光源发出的一束光，在分束镜的半反射面上被分成光强近似相等的反射光束1和透射J光束2．反射光束1射出A后投向反射镜动镜

6、ME，反射回来再穿过；光束2经过补偿板投向反射镜静镜，反射回来再通过，在半反射面、一J。、上反射．于是，这两束相干光在空间相遇并产生干涉，通过望远镜或、<，2／人眼可以观察到干涉条纹．rM补偿板的材料和厚度都和分束镜相同，并且与分束镜平行放置，其作用是为了补偿反射光束1因在中往返两次所多走的光程，曩●鼻缩短两束反射光的光程差．图1迈克尔孙千涉仪光路图收稿日期：2009．04—10作者简介：周菊林(1968-)，女，湖南泪罗人，硕士，湖南理工学院物理与电子信息系高级工程师．主要研究方向：光学和热学湖南理工学院学报(自然科学版)第22卷2迈克尔孙干涉仪的原理及干涉图样如图

7、2所示(图中没有绘出补偿板)，观察者自O点向动镜镜看去，除直接看到^镜外，还可以看到静镜镜经分束镜A的半反射面反射的像A．这样，在观察者看来，两相干光束好象是由同一束光分别经和!反射而来的．因此从光学上来说，迈克尔孙干涉仪所产生的干涉图样与^、^间的空气层所产生的干涉是一样的，如图3所示，干涉图像是由光源以及^、和观察屏的相对配置来决定的．当镜垂直于镜时，与相互平行，相距为d，当d固定时，在倾角相等的方向上两相干光束的光程差△均相等．由此可知，干涉条纹是一系列与不同倾角对应的同心圆形干涉条纹，称为等倾干涉条纹，越往外，干涉条纹也越密，可见级数k从圆中