《大学物理实验》课程教学课件（PPT讲稿）光学——迈克尔干涉仪

迈克尔逊干涉仪测激光波长爆实验仪器实验目的1实验原理实验内容1数据记录注意事项1/11

迈克尔逊干涉仪测激光波长 实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 数据记录 注意事项

1【实验目的】1.理解干涉仪的结构原理，掌握其调整使用方法；112.观察等倾干涉条纹；3.测定He－Ne激光的波长1稻11福福1拉11111111

【实验目的】 1. 理解干涉仪的结构原理，掌握其调整 使用方法； 2. 观察等倾干涉条纹； 3. 测定He – Ne激光的波长

（实验仪器）迈克尔干涉仪，He-Ne激光器51.迈克尔逊干涉仪利用分振幅法产生双光束以实现干涉。主要由精密的机械传动系统和四片精密磨制的光学镜片组成2.G,和G2是材料相同，厚度相同的两块平行玻璃板并与两臂倾斜成45度角G.G.其中G1 的一个面上镀有半透明膜，可使透射光与反射光强度近乎相等，称其为分光板。G2起补偿光程的作用，称其为补偿板

【实验仪器】 迈克尔干涉仪，He-Ne激光器。 1. 迈克尔逊干涉仪利用分振幅法产生双光束以实现 干涉。 主要由精密的机械传动系统 和四片精密磨 制的光学镜片组成。 2.G1和G2是材料相同，厚度相同的两块平行玻璃板， 并与两臂倾斜成45度角。 其中 G1 的一个面上镀有 半透明膜，可使透 射光与反射光强度近乎 相等，称其为分光板。 G2起补偿光程的作用， 称其为补偿板。 G1 G2

3.读数装置：a.主尺一一在导轨的侧面，最小刻度为毫米(mm)b.读数窗一一可读到0.01mmc.测微手轮一一可读到0.0001mm（估读到0.00001mm).1酒读数窗测微手轮森

3. 读数装置： a. 主尺 ——在导轨的侧面，最小刻度为毫 米（mm） b. 读数窗——可读到0.01mm c. 测微手轮——可读到0.0001mm（估读到 0.00001mm） 测微手轮 读数窗

【实验原理】M1.光路示意图：M,来自光源S的光射2M2GG2向G，后分成两束，光源s分别由 M,和 M,反射后打在观察屏上半透半反膜112'两束光同样的E三次通过玻璃板图1光路示意图这样两束光的光程差就和在玻璃板中的光程无关了

1.光路示意图： 来自光源S的光射 向 G1 后分成两束， 分别由 M1和 M2反射 后打在观察屏上。 两束光同样的 三次通过玻璃板， 这样两束光的光程 差就和在玻璃板中的光程无关了。 【实验原理】 M2  2 2 1 1 S 半透半反膜 M1 G M2 1 G2 E 光源 图1 光路示意图

当平面 M, 和 M，平行时，在扩展的面光源照射下，入射角为的两束光的光程差为2dL=AB+BC-AD=2d .tan S.sinS= 2dcos(1)cosS+iBMEdCM,(2)(1)图2计算光程差光路图图3等倾干涉条纹形成的等倾干涉条纹是一组同心圆图3所示

当平面 M1 和 M2 ′平行时，在扩展的面光 源照射下，入射角为i的两束光的光程差为 (1) 图2 计算光程差光路图 图3 等倾干涉条纹    d in os d 2 tan s c 2 L=AB+BC-AD = −   = 2dcos 形成的等倾干涉条纹是一组同心圆图3所示

当S=0时光程差最大(L=2d),即圆心○点所对应的干涉级别最高。转动移动M1，若d增加时，可以看厅到圆环一个个自中心生出而后向外扩张：若d减小时，渐缩小最后消失在中心处。每“冒出”或“消失”一个圆环，(1)和(2)两光线的光程差一个波长。设M1移动了距离，相应地惑“消失”的圆环数目为2T11111N,则△d11111111元从仪器上读出及数出相应的N,就可以测出光波的波长111

当 =0时光程差最大(L=2d)，即圆心O点所对应的 干涉级别最高。转动移动M1，若d增加时，可以看 到圆环一个个自中心生出而后向外扩张；若d减小 时，渐缩小最后消失在中心处。每“冒出”或“消 失”一 个圆环，(1)和(2)两光线的光程差一个波长。设M1 移动了距离，相应地“冒出”或“消失”的圆环数 目为 N，则 从仪器上读出 及数出相应的N，就可以测出光波 的波长 1 2  = d N d 

吉祥【实验内容】1.打开激光光源,转动粗调手轮，使M,镜和M镜距G,的镀膜位置大致相等。12.通过观察屏观看，可以看到两排光点，仔细调节反射镜后面的调节螺丝，使两排像点一一重合。3.再仔细调节M.镜后面的调节螺钉直到把干涉环中心调到视场中央。4.向同一方向旋转测微手轮，直到中心圆环开始连续“冒出”（或“消失”）。转动微调手轮，记录每“冒出”（或“陷入”）20个干涉环时M,镜的位置，直到完成表中所有的数据记录

【实验内容】 1. 打开激光光源,转动粗调手轮，使M2镜和M1 镜距G1的镀膜位置大致相等。 2. 通过观察屏观看，可以看到两排光点，仔 细调节反射镜后面的调节螺 丝，使两排像 点一一 重合。 3.再仔细调节M2镜后面的调节螺钉直到把干 涉环中心调到视场中央。 4. 向同一方向旋转测微手轮，直到中心圆环 开始连续“冒出”（或“消失”）。转动微 调手轮，记录每“冒出”（或“陷入”）20 个干涉环时M1镜的位置，直到完成表中所 有的数据记录

1111【数据记录】111111111111表1测量激光波长数据记录表11111600204080条纹变化数N1001I11M镜位置d(mm）I1140160120180200220条纹变化数N111Mi镜位置d2(mm)雅1Ad = I d2-dl (mm)11園Ad (mm)111111111111/1111111

【数据记录】 表1测量激光波长数据记录表

【注意事项】使用时，不可用眼晴直视激光光源，以免灼伤眼底。不可对折激光器的光纤。1在调节和测量过程中，一定要非常细心和耐心，各调整部位用力要适当，不要强旋硬扳。--福森

【注意事项】 ▪ 使用时，不可用眼睛直视激光光源，以免 灼伤眼底。 ▪ 不可对折激光器的光纤。 ▪ 在调节和测量过程中，一定要非常细心和 耐心，各调整部位用力要适当，不要强旋、 硬扳