山东大学：空间科学与技术教学资源（实验课件）迈克尔逊干涉仪

迈克尔逊干涉仪吕英波

迈克尔逊干涉仪 吕英波

迈克尔逊干涉仪1883年，美籍德国物理学家迈克耳逊（AlbertA.Michelson,1852-1931）为了研究地球对于”以太”的相对运动而设计制造了一台双光束分振幅干涉实验装置，他用这台装置与莫雷(Moley）合作进行了举世闻名的迈克耳逊-莫雷实验，该实验得到的地球上”以太风”为零的结果在物理学发展史上有十分重要的意义

迈克尔逊干涉仪 ▪ 1883 年, 美籍德国物理学家迈克耳逊 (Albert A.Michelson,1852-1931) 为了研究地球对于 " 以太 " 的相对运动而设计制造了一台双光束 分振幅干涉实验装置 , 他用这台装置与莫雷 (Moley) 合作进行了举世闻名的迈克耳逊-莫 雷实验 , 该实验得到的地球上 " 以太风 " 为零 的结果在物理学发展史上有十分重要的意义

WEMi图示原理1S2dC舞反射镜-MIM'2Mi(1)M2HM蜜s反射镜源在P点，两束光的光程(2)差：△~2dcosi半反射镜M2在P.点，光程差：S△=2d观察屏PoP图2点光源的非定域干涉

图示原理 图2 点光源的非定域干涉 在P点，两束光的光程 差：Δ≈2dcosi 在P0点，光程差： Δ＝2d 2d cosi

干涉图像干涉产生亮条纹的条件：△=m·入m为整数;干涉产生暗条纹的条件：n为奇数；△=n·(N/2)△=2dcosim=2dcosi/入

干涉图像 ▪ 干涉产生亮条纹的条件： Δ＝m·λ m为整数； 干涉产生暗条纹的条件： Δ＝n·(λ/2) n为奇数； Δ＝2dcosi ＝> m= 2dcosi/ λ

圆环中心干涉变化千涉圆环中心的光程差：△=2dm=2d/入亮条纹：△=2domo=2dg/ 入暗条纹：△=2d,=2d+N2麦克尔迹于涉仪亮条纹：△=2d2=2d+N/2+N/2Michelsonm2=2d2/ 入=(m+1)interferometer入=2(d2-do)/(m2-mo)

圆环中心干涉变化 干涉圆环中心的光程差： Δ＝2d m＝2d/ λ 亮条纹： Δ＝2d0 m0 ＝2d0 / λ 暗条纹： Δ＝2d1 ＝ 2d0＋ λ/2 亮条纹： Δ＝2d2 ＝ 2d0＋ λ/2＋ λ/2 m2 ＝2d2 / λ=(m0＋1) λ ＝2(d2 -d0 )/(m2 -m0 )

实验要求一、调整仪器、观察干涉现象；，二、利用干涉现象测量激光波长

实验要求 ▪ 一、调整仪器、观察干涉现象； ▪ 二、利用干涉现象测量激光波长

仪器调整调整两个反射镜M，和M垂直未垂直垂直

仪器调整 ▪ 调整两个反射镜M1和M2垂直 未垂直 垂直

测量激光波长记录M，的初始位置；调节M的位置，干涉圆环中心干涉级次每增加100，记录一次M的位置：记录5个数据；^, =2(d3-do)/300;X2 =2(d4-d,)/300;入3=2(ds-d2)/300入=（，+2+)/3读数的问题

测量激光波长 ▪ 记录M1的初始位置； ▪ 调节M1的位置，干涉圆环中心干涉级次每增加100， 记录一次M1的位置；记录5个数据； ▪ λ1 =2(d3 -d0 )/300; ▪ λ2 =2(d4 -d1 )/300; ▪ λ3 =2(d5 -d2 )/300; ▪ λ=(λ1+λ2+λ3 )/3 ▪ 读数的问题

注意事项激光强度太大，不可用肉眼直视：光纤出口易受灰尘沾染，）用完后套上保护罩光学镜面不可用手触摸，不可用硬物及其它物体摩擦、划伤

注意事项 ▪ 激光强度太大，不可用肉眼直视； ▪ 光纤出口易受灰尘沾染，用完后套上保护罩； ▪ 光学镜面不可用手触摸，不可用硬物及其它物体摩 擦、划伤