成都理工大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）第十七章 波动光学（17.5）麦克尔孙干涉仪

175麦克尔孙干涉仪 迈克耳孙干涉仪 反射镜M,需 M,⊥M M移动导轨 单色光源 反射镜 HIM 分光板G1 补偿板G2 G1/G2与M1,M2成45%角

17.5 麦克尔孙干涉仪 单 色 光 源 M1  M 2 反 射 镜 M2 反射镜 M1 1 M 2 G 1 //G 2 与 M , 成 45 0角 分光板G1 补偿板 G 2 M1 移动导轨

M2的像M21-- 反射镜M1 单色光源 反射镜M 光程差A=2d

反射镜 M2 M1  M2 反射镜 M1 单色光源 G1 G 2 光程差 Δ  2d 的像 M 2' M2 d

M 当M不垂直于M 反射镜M1 时,可形成劈尖 型等厚干涉条纹 单色光源 反射镜 G

当 不垂直于 时，可形成劈尖 型等厚干涉条纹. M1 M2 反射镜 M2 反射镜 M1G1 G 2 单色光源 M2

迈克尔孙干涉仪的主要特性 两相干光東在空间完全分开,并可用移动反射镜 或在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差 M2-- 「移动反射镜 △d △d=△k 2 干涉 G G 移动距离 条纹 移动 数目

G 1 G 2 d M2 ' M2 M1 干涉 条纹 移动 数目 迈克尔孙干涉仪的主要特性 两相干光束在空间完全分开，并可用移动反射镜 或在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差. 移 动 距 离 M1 d 2  d  k 移动反射镜

光程差4=2d 插入介质片后光程差 nM24=2d+2(n-1)t 光程差变化 G A-4=2(n-1)t 介质片厚度 2(n-1)t=△k △k 干涉条纹移动数目 n-12

G 1 G 2 d M2 M1 M2 ' Δ'  2d  2(n 1)t 插入介质片后光程差 光程差变化 Δ'Δ  2(n 1)t 2(n  1)t  k 干涉条纹移动数目 1 2     n k t 介质片厚度 t n 光程差 Δ  2d

迈克尔逊干涉1960年国际会议规定: lm=1650763.734 1983年国际17届计 会议规定 1m=C×1/299792458s C为光速 氵)E 历史上迈克尔逊曾用此干 涉仪测定红隔线的波长: ,=6438.4696A 15C1atn千燥空气中/ 1927年国际会议规定 6-16. Interferometer used by Michelson ity of light. A sandstone table holding mirrors easurements of 1m=1553164.13 pass through the glass of the mirror. The cope permits one to observe ference fringes (Drawing courtesy of Scientific American.)

历史上迈克尔逊曾用此干 涉仪测定红隔线的波长：  A Cd   6438.4696 150C.1atm的干燥空气中 1927年国际会议规定： Cd 1m 1553164.13 Kr 1m 1650763.73 1983年国际17届计量 会议规定： 1m  C 1/ 299792458 s C为光速 1960年国际会议规定：

例在迈克耳孙干涉仪的两臂中,分别插入 l=10.0cm长的玻璃管,其中一个抽成真空,另 一个则储有压强为1.013×10Pa的空气,用以测 量空气的折射率n.设所用光波波长为546nm,实 验时,向真空玻璃管中逐渐充入空气,直至压强 达到1013×10Pa为止.在此过程中,观察到 1072条干涉条纹的移动,试求空气的折射率n 解41-42=2(n-1)=107.2元 107.2 107.2×546×10cm n=1+ 1+ 2l 2×10.0cm 1.00029

长的玻璃管，其中一个抽成真空， 另 一个则储有压强为 的空气 , 用以测 量空气的折射率 . 设所用光波波长为546nm，实 验时，向真空玻璃管中逐渐充入空气 ，直至压强 达到 为止 . 在此过程中 ，观察到 107.2条干涉条纹的移动，试求空气的折射率 . 例 在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插入 l 10.0cm 1.013 10 Pa 5  n 1.013 10 Pa 5  n 解 Δ1  Δ2  2(n 1)l  107.2 2 10.0cm 107.2 546 10 cm 1 2 107.2 1 7         l n  1.00029