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1、迈克尔逊干涉仪的使用预习思考题 1、根据迈克尔逊干涉仪的光路，说明各光学元件的作用。 答：在迈克尔逊干涉仪光路图中（教材图5.13-4），分光板G将光线分成反射与透射两束；补偿板G/ 使两束光通过玻璃板的光程相等；动镜M 和定镜M 分别反射透射光束和反射光束；凸透镜将激光汇聚扩束。 2、简述调出等倾干涉条纹的条件及程序。 答：因为公式是根据等倾干涉条纹花样推导出来的，要用此式测定，就必须使M馆和M2 /（M2 的虚像）相互平行，即M 和M2 相互垂直。另外还要有较强而均匀的入射光。调节的主要程序是： 用水准器调节迈氏仪水平；目测调节激光管（本实验室采用激光光源）中心轴线，凸透镜中心及分束镜中心
2、三者的连线大致垂直于定镜M 。 开启激光电源，用纸片挡住M ，调节M背面的三个螺钉，使反射光点中最亮的一点返回发射孔；再用同样的方法，使M 反射的最亮光点返回发射孔，此时M 和M2 / 基本互相平行。 微调M 的互相垂直的两个拉簧，改变M 的取向，直到出现圆形干涉条纹，此时可以认为M 与M/ 已经平行了。同方向旋动大、小鼓轮，就可以观察到非定域的等倾干涉环纹的“冒”或“缩”。 3、读数前怎样调整干涉仪的零点？ 答：按某一方向旋动微调鼓轮，观察到圆环的“冒”或“缩”后，继续按原方向旋转微调鼓轮，使其“0”刻线与准线对齐；然后以相同方向转动粗调鼓轮，从读数窗内观察，使其某一刻度线与准线对齐。此时调
3、零完成，测量中只能按最初的旋转方向，转动微调鼓轮，不可再动粗调鼓轮。 4、什么是空程？测量中如何操作才能避免引入空程？ 答：装在导轨上的动镜M ，通过传动系统与丝杆相连。微调鼓轮与丝杆间通过蜗轮蜗杆的传动方式连结。转动微调鼓轮时，M 在导轨上移动。由于螺母与丝杆有间隙，反向旋转鼓轮时，M 并未随之马上反向移动，而鼓轮上的读数已经发生变化，这便造成了空程误差。在测量中只沿一个方向转动微调鼓轮，中途不反转，则可避免引入空程。实验后思考题 1、根据下图（即教材图5.13-3中的几何图形ABCD）导出两束光的光程差 解：（见图）两束光的光程差： 2、总结迈克尔逊干涉仪的调整要点及规律。 答：调整迈氏干
4、涉仪的要点及规律如下： 迈氏干涉仪导轨水平（调迈氏仪底脚螺丝）； 激光束水平并垂直于干涉仪导轨，且应反射到MM 反射镜中部（调激光管，实验室已调好）； M 与M/ 应平行，即M 与M 垂直。调节方法有两种：一种见预习思考题2- ；另一种即教材所述，通过调节M 背面的螺丝，使两排光点中，最亮的两点重合。 加入短焦距透镜，观察到干涉条纹后，在调出圆形条纹的过程中，需根据条纹的形状来判断M 与M 的相对倾度，分别调节M 的两个微调拉簧。 调等倾干涉时，M 应在标尺30mm的位置处。若顺时针旋转两个鼓轮，可观察到圆环的“缩入”。条纹的“缩入”比“冒出”容易数一些。 3、用等厚干涉的光程差公式说明，当d
5、增大时，干涉条纹由直变弯。 答：根据 （见教材P182图5.13-5）。在M1 与M2/ 的交线处，d=0，=0，对应的干涉条纹称中央明纹。在交线两侧附近，因d和都很小，上式中d可忽略，=2d，所以条纹近似直线。而离交线较远处，d 不能忽略，所以干涉条纹随d的增大而由直变弯。 4、在非定域干涉中，一个实的点光源是如何产生两个虚的点光源的？ 答：激光光束经透镜汇聚而成为一个强度很高的点光源S（见教材P18图5.13-4），S发出的发散角增大了许多倍的光束入射到分束镜的半反射膜上，经反射后的光束，好象从其虚光源S/发射出来的一样；等价于从S/发出的光，再经M1 、M2/ （等价于M ）反射（见教材P18图5.13-）。从观察屏E处观察，光源好象在M1 、M2/ 的后面，即它们的虚像位置S/ 和S2/ 。第 1 页 共 4 页
