大學(xué)物理波動(dòng)光學(xué) 17-6學(xué)習(xí)課件

1.邁克耳孫干涉儀M

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SM2M1G1G2E半透半反膜§17-6邁克耳遜干涉儀

1.1

構(gòu)造與光路示意圖邁克耳遜1.2工作原理光束2′和1′發(fā)生干涉若M

1、M2平行

等傾條紋SM2M1G1G2M

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邁克耳孫干涉儀等傾條紋1.2工作原理光束2′和1′發(fā)生干涉若M

1、M2平行

等傾條紋若M

1、M2有小夾角

等厚條紋SM2M1G1G2M

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各種干涉條紋及M

1，M2相應(yīng)位置如下圖示：邁克耳孫干涉儀

各種干涉條紋及M

1，M2相應(yīng)位置如右圖所示：邁克耳孫干涉儀MM12邁克耳孫干涉儀MM12邁克耳孫干涉儀MM12邁克耳孫干涉儀MM12邁克耳孫干涉儀MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀1MM12邁克耳孫干涉儀在邁克耳孫干涉儀上發(fā)生等厚干涉時(shí)，若M1平移d引起干涉條紋移過N條，則有：十字叉絲等厚條紋由等厚干涉原理，任意兩相鄰明紋（或暗紋）所對(duì)應(yīng)的空氣層厚度差為：1.3應(yīng)用原理此原理可用來測量微小長度。邁克耳孫干涉儀2.邁克耳孫和莫雷實(shí)驗(yàn)邁克爾孫干涉儀俯視圖邁克耳孫和莫雷實(shí)驗(yàn)背景：企圖測定地球在以太中運(yùn)動(dòng)的相對(duì)速率。按照以太所設(shè)，光在以太中傳播的速率是c，而以太相對(duì)地球以速度

u

運(yùn)動(dòng)，在MM1路程上光速為c+u，回程時(shí)光速為c

u，束回所需時(shí)間為邁克耳孫－莫雷實(shí)驗(yàn)原理圖邁克耳孫和莫雷實(shí)驗(yàn)兩束光波進(jìn)入人眼時(shí)的時(shí)間差

t=t1

t2，相應(yīng)的光程差：來回所需時(shí)間為：

沿MM2M運(yùn)動(dòng)的一束光波，在由M到M2的往返路程上按照以太假設(shè)，光速都是

邁克耳孫和莫雷實(shí)驗(yàn)設(shè)u/c<<1，將方括號(hào)中的量展開，略去高次項(xiàng)

使整個(gè)干涉儀轉(zhuǎn)過90o，上述兩條光路的地位互相交換，時(shí)間差改變符號(hào)，光程差也改變，從而觀察到的干涉條紋的位置應(yīng)發(fā)生移動(dòng)邁克耳孫和莫雷實(shí)驗(yàn)在邁克耳孫－莫雷實(shí)驗(yàn)中，令d=11m，

=5.9

10-7m，假定

u

為地球的軌道速率，則u/c=10-4，干涉儀轉(zhuǎn)過90o，所指望的條紋移動(dòng)數(shù)目為實(shí)驗(yàn)所用干涉儀可以觀察到0.01根條紋的移動(dòng)，但在地球上不同地方進(jìn)行這一實(shí)驗(yàn)都沒有觀察到干涉條紋的移動(dòng)，得出否定的結(jié)果。邁克耳孫和莫雷實(shí)驗(yàn)在邁克耳孫－莫雷實(shí)驗(yàn)中，令d=11m，

=5.9

10-7m，假定

u

為地球的軌道速率，則u/c=10-4，干涉儀轉(zhuǎn)過90o，所指望的