实验五 迈克尔逊干涉仪实验实验目的1． 熟悉迈克耳逊干涉仪的结构2． 观察和研究等倾干涉和等厚干涉现象;3． 观察探测量变化引起的条纹变化二仪器和装置 迈克耳逊干涉仪，光源迈克耳逊(以下简称迈氏)干涉仪，最初是为研究地球和“以太”的相对运动由迈 克耳逊设计的，后来在光谱学和标准米原器校正中加以使用，是历史上最著名的干涉仪 它的结构简单，精度高，是许多现代干涉仪的原型三 实验原理根据干涉理论，迈氏干涉属于分振幅双光束干涉类型迈氏干涉仪产生条纹的特性与光源特性、照明方式和M］与M'2之间的相对位置有 关现将具体情况分析如下：1 等倾干涉当M1平行于M'2并用准单色扩展光源照明时，产生等倾干涉这时干涉条纹定域 在无穷远处或透镜 L 的焦平面上用聚焦于无穷远处的望远镜或眼睛可以直接观察等倾圆环干涉条纹：对于中央圆纹，由于8 =0,光程差△=2d=m入最大，干 mo涉级次mo最高，而后向外，依次降低相邻两条纹的角间距可表示为AO —丄•丄m 2 d 0m式中，=8 -8 ］，负号表示内环干涉级次(m+1)高于相邻的外环干涉级次m；m m m+1= (0 +0 )/2是平均角距离当d 一定时，相邻两条纹的角间距m正比于光波 m m +1 m长入反比于入射角8 m。
因此，在L的焦面平面上内环宽而疏，外环细而密，呈非均匀 状态分布2．等厚干涉若M1稍不垂直于M2，则M1与M'2就构成一个夹角很小的空气楔用单色平面 波照明时，干涉条纹是d等于常数的点的轨迹，称为等厚干涉条纹它们是一组平行 于楔棱的等距直线定域在楔表面上或楔表面附近将眼睛或成象物镜调焦于楔表面 附近，就可直接观察到这种等厚干涉条纹与等倾圆纹一样，若M'2平行于M1，当间距d每改变入/2时，屏幕中心就“产生” 或“消失”一个条纹连续改变d,若中心处“产生”或“消失” N个条纹，则Ml 镜的位移量△ d为△ d=N入 /2测出△ d及N，就可计算出照明光源的光波长入已知九，测出N,可知位移量四 实验演示G1 迈氏干涉仪的光路图G21国产WSM—100型迈氏干涉仪的外形G22 迈氏仪器与光路G3 迈氏干涉仪外形认识G4 等倾干涉的定域:当球面波照明,干涉仪两反射面垂直时形成等倾干涉G5 等厚干涉: 平面波照明,干涉仪两反射面有一夹角时形成等厚干涉G6 复杂干涉:当球面波照明,两反射面有一夹角时,是等厚与等倾干涉的复合G7 迈氏干涉演示:观察等厚干涉和等倾干涉的形成及其条纹五 选择题l 观察等厚干涉条纹时，能否直接用点光源照明？(1)能 (2)不能2等倾干涉实验中，移动M1镜时，条纹向外涌出，则(1)等效空气层的厚度增大 (2)等效空气层的厚度减小3等倾干涉中，中央条纹较旁边的条纹干涉级次(1)咼 (2)低4改变m 2, M］间的夹角，条纹变密，贝U(1)夹角变大 (2)夹角变小5 He—Ne激光器发射的激光波长九=632.8nm，△九=10-4〜1O-8nm。
用我们的迈氏干涉仪能 否精密测出其相干长度(1)能 ⑵不能。