9迈克尔逊干涉仪调整与使用

9迈克尔逊干涉仪调整与使用.9迈克尔逊干涉仪调整与使用.PAGEPAGE/NUMPAGESPAGE69迈克尔逊干涉仪调整与使用.PAGE实验九迈克尔逊干涉仪器的调整与使用一、实验目的1熟习迈克尔逊干涉仪的结构,掌握其调整方法。2经过实验观察,认识点光源等倾干涉条纹的形成条件和条纹特色。3用干涉条纹变化的特色,测定光源波长。二、实验仪器迈克尔逊干涉仪,氦氖激光器,扩束镜三、实验原理迈克尔逊干涉仪的光路由干涉仪的结构,定性解析其干涉的原理,联合如图2,定性解析得出其干涉的图样为明暗相间的齐心圆环2单色点光源的非定域干涉条纹见图2,则两束光的光程差为:22222RLRdLL+-++=?L>>d时,睁开上式并略去d2/L2,则有:dCOSRLLdL2/222=+=?式中φ是圆形干涉条纹的倾角。因此亮条纹条件为:(1,2,1,02==kkdCOSλφ由上式可见点光源非定域等倾干涉条纹的特色是:(1当d、λ一准时,拥有同样倾角φ的全部光辉的光程差同样,因此干涉图为以光轴为圆心的齐心圆环。(2当d、λ一准时,如φ=0,干涉圆环就在齐心圆环中心处,其光程差为L=2d为最大值,因此对应的干涉圆环越往外,其级次k也越低。M1图1干涉光路(3当k,一λ准时,假如d逐渐减小,则cosφ将增大,即φ角逐渐减小,也就是说,同一k级条纹,当d减小时,该级圆环半径减小,看到的现象是干涉圆环内缩(吞;假如d逐渐增大,同理,看到的现象是干涉圆环外扩(吐。对于中央条纹,当内缩或外扩N次,则光程差变化为2d=Nλ,式中d为d的变化量,因此有:(2/2Nd?=λ(4当d、λ一准时,相邻两级条纹有以下关系:λφkdCOSk=21(21+=+kλφdCOSk设(,2/11kkkφφ+?(,1kkkφφφ-=?+且考虑到kkφ?,都很小,则可获取:式中,ΔΦ称k为角距离,表示相邻两圆环对应的入射光的倾角差,反响圆环条纹之间的疏密程度,上式表示成反比关系,即环条纹越往外,条纹间角距离越小,条纹越密。kkdλφ?-=?2四、实验内容1、迈克尔逊干涉仪的调整(1借助水平仪调理迈克尔逊干涉仪的底脚螺钉,使仪器导轨水平。(2调整激光器,使红色激光束水平的入射到M1,M2反射镜中部并基本垂直于仪器导轨。(3调理M1、M2相互垂直,使光源经M1,M2所成像在观察屏上最亮的两点重合。2、点光源非定域干涉条纹的观察和丈量(1将激光束用扩束镜扩束,以获取点光源。(2调理M1镜下方微调拉簧,使产生圆环非定域干涉条纹,并观察d为定值时干涉条纹的特色。(3挪动M2镜,观察条纹变化的特色。(4改变d值,使条纹外扩或内缩,用公式(2,测出激光的波长。要求圆环中心每吞(吐60个条纹,即明暗交替变化60次记下一个d值,共测10个值。五、实验注意事项(1在丈量过程中注意防范空程,即“回程差”。(2实验数据的办理用“逐差法”。六、问题谈论1、数据的办理为何用“逐差法”?2、为何要用激光光源?光学实验讲义用牛顿环干涉测透镜曲率半径光具组基点的测定丈量空气的折射率透明介质折射率的测定平行光管的调整和使用衍射现象的观察偏振现象的观察与解析用透射光栅测定光波波长迈克尔逊干涉仪的调整与使用