《大学物理》课程PPT教学课件：第十七章 波动光学（17.5）迈克尔逊干涉仪

17-5迈克耳小干涉仪 第十七章波动光学 迈克耳孙干涉仪 反射镜M1显显 M,⊥M M移动导轨 单色光源 反射镜M 分光板G1 补偿板G2 G1G2与MH,M2成45角

17 - 5 迈克耳孙干涉仪 第十七章 波动光学 单 色 光 源 M1 ⊥ M2 反 射 镜 M2 反射镜 M1 一 迈克耳孙干涉仪 1 M2 与 M , 成 角 0 G1 //G2 45 分光板 G1 补偿板 G2 M1 移动导轨

17-5迈克耳小干涉仪 第十七章波动光学 M2的像M2二二 反射镜M1□ M,⊥N 单色光源 反射镜 光程差A=2d

17 - 5 迈克耳孙干涉仪 第十七章 波动光学 反 射 镜 M2 M1 ⊥ M2 反射镜 M1 单 色 光 源 G1 G2 光程差 Δ = 2d M2 的像 M'2 d

17-5迈克耳小干涉仪 第十七章波动光学 M2 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M

17 - 5 迈克耳孙干涉仪 第十七章 波动光学 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 M1 G1 G2 单 色 光 源 M'2

17-5迈克耳小干涉仪 第十七章波动光学 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 M2L---1 移动反射镜 △d=△k 2 干涉 G 移动距离 条纹 移动 数目

17 - 5 迈克耳孙干涉仪 第十七章 波动光学 G1 G2 d M'2 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

17-5迈克耳小干涉仪 第十七章波动光学 干涉条纹的移动 当M1与M2之间 距离变大时,圆形干涉 n条纹从中心一个个长出, 并向外扩张,干涉条纹 变密;距离变小时,圆 形干涉条纹一个个向中 心缩进,干涉条纹变稀

17 - 5 迈克耳孙干涉仪 第十七章 波动光学 ➢ 干涉条纹的移动 当 与 之间 距离变大时 ，圆形干涉 条纹从中心一个个长出, 并向外扩张, 干涉条纹 变密; 距离变小时，圆 形干涉条纹一个个向中 心缩进, 干涉条纹变稀 . M2  M1

17-5迈克耳小干涉仪 第十七章波动光学 M,、L----1 光程差1=2d 插入介质片后光程差 A=2d+2(n-1)t 光程差变化 A-4=2(n-1)t t 介质片厚度 2(n-1)t=△元 △2 力数日 干涉条纹移动数 n-12

17 - 5 迈克耳孙干涉仪 第十七章 波动光学 G1 G2 d M2 M1 M'2 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

17-5迈克耳小干涉仪 第十七章波动光学 例在迈克耳孙干涉仪的两臂中,分别插入 10.0cm长的玻璃管,其中一个抽成真空,另 个则储有压强为1013×103Pa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1.013×103Pa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n 解41-42=2(n-1)=1072元 107.2 107.2×546×10cm n=1+ 1+ 2×10.0cm 1.00029

17 - 5 迈克耳孙干涉仪 第十七章 波动光学 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