實驗612邁克爾遜干涉儀課件

【實驗目的】1．掌握邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用方法；2．學會用邁克爾遜干涉儀觀察白光的干涉條紋?！緦嶒災康摹?．掌握邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用方法；[實驗原理]P1為分光板、P2為補償板，M1、M2為兩反射鏡，透過讀數(shù)窗可看到讀數(shù)鼓輪，轉(zhuǎn)動手輪可使M1在套軌上移動。套軌上有0－50mm刻度。粗動手輪分度値為0.01mm，微動手輪分度値為0.0001mm。使用該儀器時，所有的光學元件絕對不能用手接觸，否則會損壞光學表面。[實驗原理]P1為分光板、P2為補償板，M1、M2為兩反射邁克耳孫干涉儀光路圖（圖6-1）單色光源反射鏡反射鏡補償板

分光板移動導軌①②與成45°E邁克耳孫干涉儀光路圖（圖6-1）單色光源反射鏡反射鏡補償板反射鏡反射鏡單色光源光程差的像反射鏡反射鏡單色光源光程差的像（1）擴展光源照明產(chǎn)生的干涉圖

M1、M2嚴格平行時，為等傾干涉，所有傾角為i的入射光線，由M1、M2反射光線的光程差△均為：

在E處可看到一組明暗相間的同心圓紋，其條紋特點是：A.條紋級次以中心最高，在條紋中心，i=0，中心亮點當M1、M2的間距d逐漸增大時，可看到條紋從中心“涌出”，且每當d

增加λ/2就有一個條紋涌出。反之則出現(xiàn)條紋向中心“陷入”

。當

圓心處干涉條紋的級次：（1）擴展光源照明產(chǎn)生的干涉圖在E處可看到一組明當M1與M2之間距離變大時，圓形干涉條紋從中心一個個涌出,并向外擴張,干涉條紋變密;

距離變小時，圓形干涉條紋一個個向中心陷入,干涉條紋變稀。干涉花樣及波長測量原理當M1與M2之間距離變大時，圓形干涉條紋從中心一距離測量或波長測量原理

只要數(shù)出涌出或陷入的條紋數(shù)，即可得到平面鏡M1向M2’以波長為單位移動的距離。

距離測量或波長測量原理只要數(shù)出涌出或陷入的條紋相鄰條紋角間距（如k級和k-1級）將兩式相減，當上式表明：d一定時，較小時，較大，即干涉條紋的分布是中心較寬，較大時，較小，即干涉條紋的邊緣較窄，顯得條紋很密集。B.干涉條紋分布特點：中心寬邊緣窄相鄰條紋角間距（如k級和k-1級）將兩式相減，當B.當M1、M2有很小夾角a，且入射角i很小

所得到的干涉一般為等厚干涉，在兩鏡面交線附近處，干涉條紋為平行于M1、M2’的交線的等間隔的直線條紋。在離M1、M2’交線較遠處，干涉條紋變成現(xiàn)內(nèi)彎的弧線。B.當M1、M2有很小夾角a，且入射角i很小當不垂直于時，可形成劈尖型等厚干涉條紋.反射鏡反射鏡單色光源當不垂直于時，可形成劈尖型等厚干涉條實驗612邁克爾遜干涉儀課件當不垂直于時，可形成劈尖型等厚干涉條紋.反射鏡反射鏡白光光源當不垂直于時，可形成劈尖型等厚干涉條由于白光是多色光，明暗條紋的位置與波長有關(guān)。因此，只有當d=0的對應(yīng)位置上，各種波長的光到達光屏上時，光程差為0，形成零級暗條紋。白光等厚干涉可以準確確定等光程位置由于白光是多色光，明暗條紋的位置與波長有關(guān)實驗內(nèi)容

利用白光等厚干涉測量折射率當視場內(nèi)出現(xiàn)彩色直條紋后，繼續(xù)轉(zhuǎn)動微調(diào)手輪，使零級暗紋移到視場中央。然后在M1與分光板P1之間插入待測薄片，此時由于光程差變化，零級暗紋消失。再轉(zhuǎn)動微調(diào)手輪，使M1向P1方向移動，當零級條紋重新出現(xiàn)，并移到視場中央，M1的移動正好抵消了光程差的變化。根據(jù)上述分析，可以推出薄片折射率的測量公式為：式中n0=1.003，為空氣的折射率，n為薄片的折射率，l1，l2分別為薄片插入前后的等光程位置讀數(shù)實驗內(nèi)容利用白光等厚干涉測量折射率當視場內(nèi)出現(xiàn)彩【實驗內(nèi)容】【實驗內(nèi)容】【實驗內(nèi)容】1、邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)（1）打開白光光源；（2）旋轉(zhuǎn)粗動手輪，使M1、M2至P1的鍍膜面的距離大致相等，沿EP1的方向觀察，將看到叉絲的影子（共3個），其中2個對應(yīng)于動鏡M1的反射像，另一個對應(yīng)于M2的反射像。（3）仔細調(diào)節(jié)M1、M2背后的三個螺釘，改變M1、M2的相對方位，直到叉絲的雙影在水平方向和鉛直方向均完全重合，這時可觀察到干涉條紋。仔細調(diào)節(jié)3個螺釘，使干涉條紋寬度合適?！緦嶒瀮?nèi)容】1、邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)（4）慢慢旋轉(zhuǎn)粗動手輪，找到零級暗紋的大概位置，然后旋轉(zhuǎn)微調(diào)手輪，將零級暗紋調(diào)至視場中央；（5）消回程差：順時針旋轉(zhuǎn)粗動手輪將零級暗紋移出視場，然后反方向旋轉(zhuǎn)使零級暗紋回到視場，但不要使零級暗紋回到視場中央。然后逆時針旋轉(zhuǎn)微調(diào)手輪，使零級暗紋回到視場中央。后面的測量粗動和微調(diào)手輪都只能逆時針旋轉(zhuǎn)。記下此時的位置讀數(shù)L1。（4）慢慢旋轉(zhuǎn)粗動手輪，找到零級暗紋的大概位置，然后旋轉(zhuǎn)微調(diào)（6）將厚度為D=0.045mm的薄片放在P1與M1之間，逆時針旋轉(zhuǎn)微調(diào)手輪，使零級條紋回到視場中央。記下此時的位置讀數(shù)L2.（7）重復（4-6）過程3-5次，計算結(jié)果和不確定度。（6）將厚度為D=0.045mm的薄片放在P1與M1之間，逆【實驗目的】1．掌握邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用方法；2．學會用邁克爾遜干涉儀觀察白光的干涉條紋?！緦嶒災康摹?．掌握邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用方法；[實驗原理]P1為分光板、P2為補償板，M1、M2為兩反射鏡，透過讀數(shù)窗可看到讀數(shù)鼓輪，轉(zhuǎn)動手輪可使M1在套軌上移動。套軌上有0－50mm刻度。粗動手輪分度値為0.01mm，微動手輪分度値為0.0001mm。使用該儀器時，所有的光學元件絕對不能用手接觸，否則會損壞光學表面。[實驗原理]P1為分光板、P2為補償板，M1、M2為兩反射邁克耳孫干涉儀光路圖（圖6-1）單色光源反射鏡反射鏡補償板

分光板移動導軌①②與成45°E邁克耳孫干涉儀光路圖（圖6-1）單色光源反射鏡反射鏡補償板反射鏡反射鏡單色光源光程差的像反射鏡反射鏡單色光源光程差的像（1）擴展光源照明產(chǎn)生的干涉圖

M1、M2嚴格平行時，為等傾干涉，所有傾角為i的入射光線，由M1、M2反射光線的光程差△均為：

在E處可看到一組明暗相間的同心圓紋，其條紋特點是：A.條紋級次以中心最高，在條紋中心，i=0，中心亮點當M1、M2的間距d逐漸增大時，可看到條紋從中心“涌出”，且每當d

增加λ/2就有一個條紋涌出。反之則出現(xiàn)條紋向中心“陷入”

。當

圓心處干涉條紋的級次：（1）擴展光源照明產(chǎn)生的干涉圖在E處可看到一組明當M1與M2之間距離變大時，圓形干涉條紋從中心一個個涌出,并向外擴張,干涉條紋變密;

距離變小時，圓形干涉條紋一個個向中心陷入,干涉條紋變稀。干涉花樣及波長測量原理當M1與M2之間距離變大時，圓形干涉條紋從中心一距離測量或波長測量原理

只要數(shù)出涌出或陷入的條紋數(shù)，即可得到平面鏡M1向M2’以波長為單位移動的距離。

距離測量或波長測量原理只要數(shù)出涌出或陷入的條紋相鄰條紋角間距（如k級和k-1級）將兩式相減，當上式表明：d一定時，較小時，較大，即干涉條紋的分布是中心較寬，較大時，較小，即干涉條紋的邊緣較窄，顯得條紋很密集。B.干涉條紋分布特點：中心寬邊緣窄相鄰條紋角間距（如k級和k-1級）將兩式相減，當B.當M1、M2有很小夾角a，且入射角i很小

所得到的干涉一般為等厚干涉，在兩鏡面交線附近處，干涉條紋為平行于M1、M2’的交線的等間隔的直線條紋。在離M1、M2’交線較遠處，干涉條紋變成現(xiàn)內(nèi)彎的弧線。B.當M1、M2有很小夾角a，且入射角i很小當不垂直于時，可形成劈尖型等厚干涉條紋.反射鏡反射鏡單色光源當不垂直于時，可形成劈尖型等厚干涉條實驗612邁克爾遜干涉儀課件當不垂直于時，可形成劈尖型等厚干涉條紋.反射鏡反射鏡白光光源當不垂直于時，可形成劈尖型等厚干涉條由于白光是多色光，明暗條紋的位置與波長有關(guān)。因此，只有當d=0的對應(yīng)位置上，各種波長的光到達光屏上時，光程差為0，形成零級暗條紋。白光等厚干涉可以準確確定等光程位置由于白光是多色光，明暗條紋的位置與波長有關(guān)實驗內(nèi)容

利用白光等厚干涉測量折射率當視場內(nèi)出現(xiàn)彩色直條紋后，繼續(xù)轉(zhuǎn)動微調(diào)手輪，使零級暗紋移到視場中央。然后在M1與分光板P1之間插入待測薄片，此時由于光程差變化，零級暗紋消失。再轉(zhuǎn)動微調(diào)手輪，使M1向P1方向移動，當零級條紋重新出現(xiàn)，并移到視場中央，M1的移動正好抵消了光程差的變化。根據(jù)上述分析，可以推出薄片折射率的測量公式為：式中n0=1.003，為空氣的折射率，n為薄片的折射率，l1，l2分別為薄片插入前后的等光程位置讀數(shù)實驗內(nèi)容利用白光等厚干涉測量折射率當視場內(nèi)出現(xiàn)彩【實驗內(nèi)容】【實驗內(nèi)容】【實驗內(nèi)容】1、邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)（1）打開白光光源；（2）旋轉(zhuǎn)粗動手輪，使M1、M2至P1的鍍膜面的距離大致相等，沿EP1的方向觀察，將看到叉絲的影子（共3個），其中2個對應(yīng)于動鏡M1的反射像，另一個對應(yīng)于M2的反射像。（3）仔細調(diào)節(jié)M1、M2背后的三個螺釘，改變M1、M2的相對方位，直到叉絲的雙影在水平方向和鉛直方向均完全重合，這時可觀察到干涉條紋。仔細調(diào)節(jié)3個螺釘，使干涉條紋寬度合適。【實驗內(nèi)容】1、邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)（4）慢慢旋轉(zhuǎn)粗動手輪，找到零級暗紋的大概位置，然后旋轉(zhuǎn)微調(diào)手輪，將零級暗紋調(diào)至視場中央；（5）消回程差：順時針旋轉(zhuǎn)粗動手輪將零級暗紋移出視場，然后反方向