实验六迈克尔逊干涉仪课件

,【单击此处编辑母版标题样式】,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验六 迈克耳孙干涉仪,【单击此处编辑母版标题样式】,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,【,实验目的,】,1,掌握迈克尔逊干涉仪的调节和使用方法；,2,学会用迈克尔逊干涉仪观察白光的干涉条纹。,【实验目的】1掌握迈克尔逊干涉仪的调节和使用方法；,实验原理,P,1,为分光板、,P,2,为补偿板，,M,1,、,M,2,为两反射镜，透过读数窗可看到读数鼓轮，转动手轮可使,M,1,在套轨上移动。,套轨上有,0,50mm,刻度。粗动手轮分度値为,0.01mm,，微动手轮分度値为,0.0001mm,。,使用该仪器时，所有的光学元件绝对不能用手接触，否则会损坏光学表面,。,实验原理 P1为分光板、P2为补偿板，M1、M2为两反射,迈克耳孙干涉仪光路图（图,6-1,）,单色光源,反射镜,反射镜,补偿板,分光板,移动导轨,与 成,45,E,迈克耳孙干涉仪光路图（图6-1）单色光源反射镜 反射镜补偿板,反射镜,反射镜,单色光源,光程差,的像,反射镜 反射镜单色光源光程差 的像,（,1,）扩展光源照明产生的干涉图,M,1,、,M,2,严格平行时，为等倾干涉，所有倾角为,i,的入射光线，由,M,1,、,M,2,反射光线的光程差,均为：,在,E,处可看到一组明暗相间的同心圆纹，其条纹,特点是,：,A.,条纹级次以中心最高，在条纹中心，,i=0,，中心亮点,当,M,1,、,M,2,的间距,d,逐渐增大时，可看到条纹从中心,“,涌出,”,，且每当,d,增加,/2,就有一个条纹涌出。反之则出现条纹向中心,“,陷入,”,。,当,圆心处干涉条纹的级次：,（1）扩展光源照明产生的干涉图 在E处可看到一组明,当,M1,与,M2,之间距离变大时，圆形干涉条纹从中心一个个涌出,并向外扩张,干涉条纹变密;,距离变小时，圆形干涉条纹一个个向中心陷入,干涉条纹变稀 。,干涉花样及波长测量原理,当M1与M2之间距离变大时，圆形干涉条纹从中心一,距离测量或波长测量原理,只要数出涌出或陷入的条纹数，即可得到平面镜,M,1,向,M,2,以波长为单位移动的距离。,距离测量或波长测量原理 只要数出涌出或陷入的条纹,相邻条纹角间距 （如,k,级和,k-1,级）,将两式相减，当,上式表明：,d,一定时， 较小时， 较大，即干涉条纹的分布是中心较宽， 较大时， 较小，即干涉条纹的边缘较窄，显得条纹很密集。,B,.,干涉条纹分布特点：,中心宽边缘窄,相邻条纹角间距 （如k级和k-1级）将两式相减，当,B.,当,M,1,、,M,2,有很小夹角,a,，且入射角,i,很小,所得到的干涉一般为等厚干涉，在两镜面交线附近处，干涉条纹为平行于,M,1,、,M,2,的交线的等间隔的直线条纹。在离,M,1,、,M,2,交线较远处，干涉条纹变成现内弯的弧线。,B.当M1、M2有很小夹角a，且入射角i很小,当 不垂直于 时，可形成劈尖型等厚干涉条纹.,反射镜,反射镜,单色光源,当 不垂直于 时，可形成劈尖型等厚干涉条,实验六迈克尔逊干涉仪课件,当 不垂直于 时，可形成劈尖型等厚干涉条纹.,反射镜,反射镜,白光光源,当 不垂直于 时，可形成劈尖型等厚干涉条,由于白光是多色光，明暗条纹的位置与波长有关。因此，只有当,d,=0,的对应位置上，各种波长的光到达光屏上时，光程差为,0,，形成零级暗条纹。,白光等厚干涉可以准确确定等光程位置,由于白光是多色光，明暗条纹的位置与波长有关,实验内容,利用白光等厚干涉测量折射率,当视场内出现彩色直条纹后，继续转动微调手轮，使零级暗纹移到视场中央。然后在,M,1,与分光板,P,1,之间插入待测薄片，此时由于光程差变化，零级暗纹消失。再转动微调手轮，使,M,1,向,P,1,方向移动，当零级条纹重新出现，并移到视场中央，,M,1,的移动正好抵消了光程差的变化。根据上述分析，可以推出薄片折射率的测量公式为：,式中,n,0,=1.003,，为空气的折射率，,n,为薄片的折射率，,l,1,，,l,2,分别为薄片插入前后的等光程位置读数,实验内容 利用白光等厚干涉测量折射率当视场内出现彩,【,实验内容,】,【实验内容】,【,实验内容,】,1,、迈克尔逊干涉仪的调节,（,1,）打开白光光源；,（,2,）旋转粗动手轮，使,M,1,、,M,2,至,P,1,的镀膜面的距离,大致相等,，沿,E P,1,的方向观察，将看到叉丝的影子（共,3,个），其中,2,个对应于动镜,M,1,的反射像，另一个对应于,M,2,的反射像。,（,3,）仔细调节,M,1,、,M,2,背后的三个螺钉，改变,M,1,、,M,2,的相对方位，直到叉丝的双影在水平方向和铅直方向均完全重合，这时可观察到干涉条纹。仔细调节,3,个螺钉，使干涉条纹宽度合适。,【实验内容】1、迈克尔逊干涉仪的调节,（,4,）慢慢旋转粗动手轮，找到零级暗纹的大概位置，然后旋转微调手轮，将零级暗纹调至视场中央；,（,5,）消回程差：顺时针旋转粗动手轮将零级暗纹移出视场，然后反方向旋转使零级暗纹回到视场，但不要使零级暗纹回到视场中央。然后逆时针旋转微调手轮，使零级暗纹回到视场中央。后面的测量粗动和微调手轮都只能逆时针旋转。记下此时的位置读数,L,1,。,（4）慢慢旋转粗动手轮，找到零级暗纹的大概位置，然后旋转微调,（,6,）将厚度为,D=0.045mm,的薄片放在,P,1,与,M,1,之间，逆时针旋转微调手轮，使零级条纹回到视场中央。记下此时的位置读数,L,2,.,（,7,）重复（,4-6,）过程,3-5,次，计算结果和不确定度。,（6）将厚度为D=0.045mm的薄片放在P1与M1之间，逆,