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1、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。实验仪器He-Ne激光器、扩束透镜、迈克尔逊干涉仪实验原理Ml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M、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
2、)产生干涉现象。由于M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：A = 2 dCos i( 1)式中/为光线“1”对M2的入射角。当d 一定时，A由/确定，/相同的方向上 光程差相等，形成了等倾干涉条纹。且满足：2dCos i = k人k=0、1、2、3(2)呈亮条纹：2dCos i，= (2k + 1) k=0、1、2、3 (3)2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
3、，有：2dCos i = k人（4）k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：2 d = k 人（5）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2入出或收进一个干涉条纹。当d改变凡一时，中心处就冒出或收进n个干涉条纹。根2据这种现象，可以测定光波波长。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
4、出或收进的亮条纹数目N。就有：n - = Id - d I人=D2 - DJ（6）N四、实验步骤1、移开扩束透镜，打开激光器电源使出射激光，调节激光方向使入射光与反射光 重合。2、观察由M1和M2反射到屏上或墙上的两组光点，反复调节背面三个螺丝，使 M1反射的光点和M2反射的光点一一对应重合。3、把扩束透镜置于激光束中使激光扩束后投射到分光板上，调节光照位置直到观 察到屏上有同心圆。4、转动微动手轮观察干涉图样的变化情况，顺时针或反时针转动，观察干涉图样 中心冒出或收入的情况。五、数据记录及处理NDN(mm)MDM(mm)DM-DN(mm)1044.9945541044.866920.1276
5、36044.9783546044.851090.1272611044.9624251044.835250.1271316044.9465556044.819580.1269721044.9307261044.803700.1270226044.9145066044.787650.1268531044.8986571044.771750.1269036044.8828076044.755850.12695D - D = 0.12709； S=2384X10-4经查0.12763是坏值，剔除它；重新算平均值：SC8=4.44X10-4(D - D )0.12701 ； S=1.31X10-4； S
6、C7=2.36X10-4经查0.12726是坏值，剔除它；重新算平均值：(D - D )= 0.12697S =8.93X10-5； S C=1.6X10-46无坏值，所以X2(气一气)=小 .12697 - 10 = 6.3485 x 10 -7 (m)N400Am=0.0001mm ；B = W 2。奴 +2 DnM N1.213 x 10 - 5E = (dm Dn ) =3 X 5 = 0.010 %X (D - D )0.12697U = E X = 6.3485 x 10 -7 x 0.010 % = 7 x 10 -11 = 0.0007 x 10 - mX = X UX =(6.3485 土 0.0007 )x 10 - mEx = 0.010 %六注意事项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。
