(物理实验）18-迈克尔逊干涉仪的调整与使用.ppt

迈克尔逊干涉仪的调整与使用
大学物理实验教程
实验目的
用麦克耳逊干涉仪测定氦-氖激光的波长及钠双线波长差
熟悉麦克耳逊干涉仪的调整方法。
熟悉非定域干涉和定域干涉。
选做用麦克耳逊干涉仪测定钠双线波长差。
迈克尔逊干涉仪的调整与使用
实验仪器及技术指标
1. 迈克尔逊干涉仪;⊿ins=
2. 牛顿环装置:标称曲率半径850㎜;
3. 劈尖;
4. 钠灯:;
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实验原理
麦克耳逊干涉仪属于振幅分割型的双光束干涉仪;
右图为点光源产生的非定域干涉的光路原理。
光程差为ntcos, n空气=1
相位差为2/
它是许多现代干涉计量仪器的基础。
M2
M1
B
C
M1 '
点
光
源
s
d
s2
s1 '
R
P
2d
θ
Z
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面光源产生的定域光路
1)M2 1'时:
出现等倾干涉条纹。
2)M2不1'时:
当M1 很靠近M2 '时,出现等厚干涉条纹。
当M1 离开M2 '较远时,出现等倾,等厚混合条纹。
光程差为ntcos,
n空气=1
M2
M1
B
C
θ
M1 '
面
光
源
迈克尔逊干涉仪的调整与使用
干涉条纹的分布规律tcosk =k
一) 当M2‘靠近M1时,条纹吞进;
当M2‘离开M1时,条纹吐出;
当d改变/2时,条纹变化1级。
二) 因为dk/dk =-2t sink ,有
dk/dk0时,k 升,k降;
dk/dk sink时,k 升,条纹变密;
dk/dkt时,k 升,条纹变密;
dk/dk1/时,短的波长,条纹密;长的波长,条纹疏。
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条纹形状与d的关系
图中所示为干涉条纹的形状与M1M2'间的相对位置关系
等厚与等倾混合条纹
等倾条纹
M1与M2'的相对位置
M1与M2'的相对位置
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条纹的光学特性
1. 二分束光的强度相等, I=4a2sin2(/2)
2. 条纹的对比度为(Imax-Imin) / (Imax+Imin) =1
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实验仪器
实验仪的构造原理和光路如右图所示。
图中:B为分束镜;
C为补偿器;
M1, M2为反射镜。
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实验内容及要求
1。观察He-Ne激光的非定领域干涉条纹
调节He-Ne激光器的光纤头,使激光束平行并直接入射到分束板上,经过M1、M2反射后在观察平面P处可看到两排激光的干涉光斑;调节M1后的螺丝,使两排光点中的最亮点重合;如在激光前放入透镜,可在观察屏P上看到弧型条纹,再调节M1板后的螺丝(实验结束后, M1板后的螺丝应归在中间位置),可获得圆条纹。
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