迈克尔逊干涉仪2011.ppt

1、注意： 1.请大家先预习，对照教材熟悉一下仪器名称。不要乱动仪器，不要对仪器通电。 2.实验报告直接交到做实验室。,迈克尔逊干涉仪,大学物理实验,彭延东,背景,迈克尔逊干涉仪是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。,一、实验目的,了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉条纹的形成原理。 学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法。 通过观察实验现象，加深对干涉原理的理解。 观察等倾干涉条

2、纹，测量激光的波长。,二、实验仪器,迈克尔逊干涉仪 He-Ne激光器 扩束镜 光屏,二、实验仪器,迈克尔逊干涉仪,读数窗,三、实验原理,单色光源,定镜,动镜,1、光路图,三、实验原理,三、实验原理,两相干光束在空间完全分开，并可用移动反射镜的方法改变两光束的光程差。,若中心处为明条纹，则 若改变反射镜的位置，使中心仍为明条纹，则 只要测出干涉仪中M1移动的距离d，并数出相应的“吞吐”环数k，就可求出。,2、波长测量原理,1、调节迈克尔逊干涉仪 初始位置：定镜：后面的三颗螺钉以及水平和竖直螺栓半松半紧； 动镜：转动粗调手轮，使其停在30-40mm处。 调激光器：移开扩束镜，开 He-Ne激光器，

3、调节激光器高低及位置，使激光束沿垂直定镜方向照射分光板。 调垂直：屏上会出现两组亮点,调节定镜M2背面的三个螺钉，使两组亮点中最亮的两个点重合，此时M1和M2大致垂直。（重合亮点中有闪烁现象） 形成干涉条纹：将扩束镜放在激光器和干涉仪之间，调节扩束镜的高低及位置，使发散光束均匀照亮分光板，观察屏上是否出现干涉条纹。若只看到一大片红色光斑，无干涉条纹 ，则重复2,3。 微调：若视场内有干涉条纹出现，微调定镜的三个螺钉，使视场内干涉条纹曲率变大，直至出现同心圆环。若条纹较多（少），可转动粗动手轮改变动镜的位置，直至看清3-6条条纹。调节定镜座下的水平和竖直螺栓，使同心圆环圆心移至视场中央。 6转动

4、微动手轮，使动镜M1前后平移，可看到条纹的“冒出”或“缩进”。,四、实验内容,四、实验内容,四、实验内容,四、实验内容,2、观察干涉图样并测量激光的波长 (1)转动微调手轮，观察到条纹均匀地“冒出”或“缩进”后才能开始测量。记下动镜位置的初始读数d1，转动微动手轮,每当“冒出”或“缩进”N=50个圆环时记下di，连续记录10个di值（ d1 d10）。,用逐差法求 ，并与标准值（0=632.8nm）比较，计算相对误差。 用逐差法处理数据,四、实验内容,主尺,粗调鼓轮 读数窗口,微调鼓轮,最后读数为：33.52246mm,迈克尔逊的读数系统: . ,四、实验内容,五、注意事项,激光不能直射入眼。 迈克尔逊干涉仪是精密光学仪器，各光学表面必须保持清洁，严禁用手触摸；调整时必须仔细、认真、小心，严禁用力过度，损坏仪器。 测量开始：为了避免引入空程误差，应将手轮按原方向转几圈，直到干涉条纹开始均匀移动后，才可测量。 测量过程中：为了避免回程误差，微调手轮必须单一方向转动，严禁倒转。 实验