《物理实验》课程教学课件（PPT讲稿）迈克尔逊干涉仪的调整与使用

迈克尔逊干涉仪的 调整和使用 粉理窦验中心

迈克尔逊干涉仪的 调整和使用 物理实验中心

目录 实验目的 二.实验原理 1.仪器构造及光路 2.点光源产生的非定域干涉条纹 3.面光源产生的定域干涉条纹 三.实验内容 四.读数方法 五.注意事项

目 录 一. 实 验 目 的 二. 实 验 原 理 1.仪器构造及光路 2.点光源产生的非定域干涉条纹 3.面光源产生的定域干涉条纹 三. 实 验 内 容 四. 读 数 方 法 五. 注 意 事 项

实验目的 r了解迈克尔逊干涉仪的结构,学习调 节和使用方法。 利用点光源产生的同心圆环干涉条纹 测量单色光的波长

实 验 目 的 了解迈克尔逊干涉仪的结构，学习调 节和使用方法。 利用点光源产生的同心圆环干涉条纹 测量单色光的波长

实验原理 ◆仪器构造及光路 ◆点光源产生的非定域干涉条纹 ◆面光源产生的定域干涉条纹

实 验 原 理 仪器构造及光路 点光源产生的非定域干涉条纹 面光源产生的定域干涉条纹

MM 2 激光器 迈克尔逊干涉仪光路原理图 2 2 半反射层K 2

激光器 d M 2 ' S M 2 G 1 G 2 E 121 2 半反射层 K 迈克尔逊干涉仪光路原理图 M 1

◆点光源产生的非定域干涉条纹 两个相干的单色点光源所发出的球面波在空间多 处相遇皆可产生干涉,此干涉不局限于某一特定 区域,称为非定域干涉

点光源产生的非定域干涉条纹 两个相干的单色点光源所发出的球面波在空间多 处相遇皆可产生干涉，此干涉不局限于某一特定 区域，称为非定域干涉

点光源产生的非定S 域干涉计算示意图 光程差为: 2d S=SA-SA (Z+2a)+R-√D+R M 由于L>>d将上式按级数 M M 展开,并略去高阶无穷小 项,可得 L 2dL 2d cose √D+R G 2 (明纹) (2k+1)(暗纹 E

S E G1 G2 M2 M1 M2 ' θ d 2d L O R A 点光源产生的非定 域干涉计算示意图 ( ) 2 2 2 2 1 2 L 2d R L R S A S A = + + − +  = −  2 cos 2 2 2 d L R dL = + = k 光程差为： 由于L>>d,将上式按级数 展开，并略去高阶无穷小 项，可得： = ( ) 2 2 1  k + （明纹） （暗纹） S1 S2

中若中心处(=0)为明条纹, 则:δ1=2d1=k 中若改变光程差,使中心仍为明条纹, 则: 62=2a,=k 那么可得: △a= =2(2-6)=k-L= 由此可见,只要测出干涉仪中M移动的距离△d, 并数出相应的“吞吐”环数Ak,就可求出A

若中心处（θ=0）为明条纹， 则： 若改变光程差，使中心仍为明条纹， 则： 那么可得： 由此可见,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λ.  1 = 2d1 = k1   2 = 2d2 = k2  (  ) (k k ) k d d d = − = − =   = − 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1

实验现象

实验现象

◆面光源产生的定域干涉条纹 C 由面光源产生的在特定区域内存在着 的干涉现象,称为定域干涉。 e 1)等倾干涉 光程差为:=AC+BC一AD 2 nd -2d tan esin e cos 0 面光源产生的等倾干涉 2d cos e 当d定时,光程差只决定于入(出)射角θ,干涉条纹 是一系列与不同倾角6相对应的明暗相间的同心圆环条 纹,这种相同倾角的光所产生的干涉,称为等倾干涉

θ θ S d C A B 1 2 D M1 M2 ' 面光源产生的定域干涉条纹 由面光源产生的在特定区域内存在着 的干涉现象，称为定域干涉。 1）等倾干涉 光程差为：      2 cos 2 tan sin cos 2 d d d AC BC AD = = − = + − 当d一定时，光程差只决定于入（出）射角θ，干涉条纹 是一系列与不同倾角θ相对应的明暗相间的同心圆环条 纹，这种相同倾角的光所产生的干涉，称为等倾干涉。 面光源产生的等倾干涉