《教案1 迈克尔逊干涉实验》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教案1 迈克尔逊干涉实验（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、教案1迈克尔逊干涉实验 一 实验目的 1、 了解迈克尔逊干涉仪的结构； 2、 掌握迈克尔逊干涉仪的结构； 3、 观察光的等倾干涉现象并掌握波长的方法； 4、 掌握逐差法处理数据。 二 实验仪器 He-Ne激光器、扩束透镜、迈克尔逊干涉仪 三 实验原理 迈克尔逊干涉仪的光学系统如图。它由分光板 G、补偿板 H、定反射镜 M1和动反射 镜 M2组成。M1和 M2互相垂直，分光板和补偿板是一对材料和外型完全相同的平板光学玻 璃，它们相互平行并分别和 M1、M2成大致 45 度夹角，分光板的次数不同引起的光程差。 来自点光源（或扩展光源）的光，入射到分光板上，分为强度相同的光线“1”和光线“2” 的相
2、干光，并分别由 M1和 M2反射后投射到光屏上（对于扩展光源用眼睛正对着观察）产 生干涉现象。由于 M1和 M2垂直，可以等价地看成 M2的虚象和 M1形成一个厚度 d 为的空 气隙，d 的大小随 M2的位置改变而改变，所以两光线的光程差可由下式确定： （1）idCos=2 式中 i为光线“1”对 M2的入射角。当 d 一定时，由 i确定，i相同的方向上光程差 相等，形成了等倾干涉条纹。且满足： k=0、1、2、3（2）kidCos=2 呈亮条纹： k=0、1、2、3（3） 2 )12(2 +=kidCos 呈暗条纹。条纹呈明暗相间的同心环，这和牛顿环干涉条纹相似，但不同的是本同心环外侧 干涉
3、级别低，越靠圆心干涉级别越高。圆心干涉级别最高。现分析一下（2）式。对于第级 亮条纹，有： （4）kidCos k =2 当 d 增大时，为了保证（4）式仍成立 ik必须也增大，即 k 级亮条纹往外扩大，反之，减小 课后答案网 时，ik也必须减小，k 级亮条纹往内缩小。特别地考虑 i=0（即圆心）处。满足： （5）kd=2 时为亮条纹。那么，d 增大时，中心亮条纹的级别 K 增大，中心往外冒出亮条纹，d 减小时 ， 中心亮条纹级别减小，亮条纹往中心收进。每当 d 改变时，中心处就冒出或收进一个干 2 涉条纹。当d 改变时，中心处就冒出或收进 n 个干涉条纹。根据这种现象，可以测定光 2 n 波
4、波长。 假设动镜 M2原在位置 D1上，现移动 M2的位置，同时观察并计算中心亮条纹冒出或收进的 数目，当 M2移至位置 D2时，相应地冒出或收进的亮条纹数目 N。就有： 12 2 DD= N DD 12 2 = 四教学内容 1、 检查预习报告，特别对数据记录表格进行检查 2、 实验装置的调整， 提问He-Ne激光器所发的光线与定镜之间的关系， 应该怎样调整？ （反 射回来的光线应该出现在 He-Ne激光器的头部面板上） 3、 示范并提问第二个问题，光斑重合的时候应该出现干涉图样，如果没有图则扩束之后仍 然无法得到干涉图样，那么应该怎样调整？ 4、 提醒几个要点 a、 动镜的位置应调到 4050mm之间 b、 如果不能产生干涉那么要检查当调节定镜背后的三个螺丝时，出现在 He-Ne激光器 的头部面板上的光线是否相应会动？以及对重合的斑点进行检查（换个点看看） c、 干涉图样的中心应该全部出现，利用哪个部份？ 5、 用逐差法处理数据 五注意事项 1、 使用干涉仪时不要使工作台震动； 2、 切勿用手或其他物品触摸其光学表面； 3、 切勿正对着光学表面讲话。 课后答案网
