《基础物理实验》课程实验教案（PPT讲稿）迈克尔逊干涉仪的调整与使用

迈克尔逊千涉仪的调整和使用物理实验中心

迈克尔逊干涉仪的 调整和使用 物理实验中心

目录一.实验目的实验原理福1.仪器构造及光路2.点光源产生的非定域王涉条纹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。M

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

M迈克尔逊干涉仪光路原理图M2激光器M2半反射层K￥2E

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于涉，此于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

S.点光源产生的非定域干涉计算示意图光程差为：2dS=SA-SAS= ~(L+2d) +R -~L +R1LM1由于L>>d,将上式按级数d展开，并略去高阶无穷小M21M2项，可得：12dL8=R2d cos0XsT口VL+RG1G2（明纹）ka[(2k+1号-（暗纹）RA20E

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

若中心处（=0）为明条纹则： 8=2d =k,丰若改变光程差，使中心仍为明条纹则：8, =2d, = k,^那么可得：△d=d-d-(0-0)-号(6-6)2-号,4k2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^k,就可求出入

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

十实验现象D

实验现象

面光源产生的定域干涉条纹cM1由面光源产生的在特定区域内存在着d0的干涉现象，称为定域干涉。M2BA1）等倾干涉eD光程差为:S = AC + BC — AD22d2d tan 0 sin 0cosO面光源产生的等倾干涉= 2d cos0当d一定时，光程差只决定于入（出）射角，于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于涉，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