邁克爾遜干涉專題實(shí)驗(yàn)論文

1、邁克爾遜干涉專題實(shí)驗(yàn)論文邁克爾遜干涉專題實(shí)驗(yàn)論文（一）引言（一）引言在物理量的測(cè)量中，有時(shí)由于被測(cè)量量過(guò)分小，以至無(wú)法在物理量的測(cè)量中，有時(shí)由于被測(cè)量量過(guò)分小，以至無(wú)法被實(shí)驗(yàn)者或儀器直接感受和反應(yīng)，此時(shí)可先通過(guò)一些途徑將被實(shí)驗(yàn)者或儀器直接感受和反應(yīng)，此時(shí)可先通過(guò)一些途徑將被測(cè)量量放大，然后再進(jìn)行測(cè)量，放大被測(cè)量量所用的原理和方測(cè)量量放大，然后再進(jìn)行測(cè)量，放大被測(cè)量量所用的原理和方法稱為放大法。法稱為放大法。光的干涉是重要的光學(xué)現(xiàn)象之一，

2、是光的波動(dòng)性的重要實(shí)光的干涉是重要的光學(xué)現(xiàn)象之一，是光的波動(dòng)性的重要實(shí)驗(yàn)依據(jù)。兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同和位相差恒定的相干光驗(yàn)依據(jù)。兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同和位相差恒定的相干光在空間相交區(qū)域?qū)?huì)發(fā)生相互加強(qiáng)或減弱現(xiàn)象，即光的干涉現(xiàn)在空間相交區(qū)域?qū)?huì)發(fā)生相互加強(qiáng)或減弱現(xiàn)象，即光的干涉現(xiàn)象。根據(jù)干涉條紋數(shù)目和間距的變化與光程差、波長(zhǎng)等的關(guān)系象。根據(jù)干涉條紋數(shù)目和間距的變化與光程差、波長(zhǎng)等的關(guān)系式，可以推出微小長(zhǎng)度變化式，可以推出微小長(zhǎng)度變

3、化(光波波長(zhǎng)數(shù)量級(jí)光波波長(zhǎng)數(shù)量級(jí))和微小角度變化和微小角度變化等。等。邁克爾遜干涉儀是邁克爾遜干涉儀是18831883年美國(guó)物理學(xué)家邁克爾遜和莫雷合年美國(guó)物理學(xué)家邁克爾遜和莫雷合作設(shè)計(jì)制造出來(lái)的精密光學(xué)儀器。它是利用分振幅法產(chǎn)生雙光作設(shè)計(jì)制造出來(lái)的精密光學(xué)儀器。它是利用分振幅法產(chǎn)生雙光束以實(shí)現(xiàn)干涉。它的特點(diǎn)是光源，兩個(gè)反射面，接受器（觀察束以實(shí)現(xiàn)干涉。它的特點(diǎn)是光源，兩個(gè)反射面，接受器（觀察者）四者在空間完全分開(kāi)，東西南北各據(jù)一方，便于

4、在光路中者）四者在空間完全分開(kāi)，東西南北各據(jù)一方，便于在光路中安插其它器件。利用它可以觀察到很多干涉現(xiàn)象，例如在近代安插其它器件。利用它可以觀察到很多干涉現(xiàn)象，例如在近代物理和近代計(jì)量技術(shù)中，如在光譜線精細(xì)結(jié)構(gòu)的研究和用光波物理和近代計(jì)量技術(shù)中，如在光譜線精細(xì)結(jié)構(gòu)的研究和用光波標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)米尺等實(shí)驗(yàn)中都有著重要的應(yīng)用。利用該儀器的原標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)米尺等實(shí)驗(yàn)中都有著重要的應(yīng)用。利用該儀器的原理，可研制出多種專用干涉儀。理，可研制出多種專用干涉儀。（

5、二）邁克爾遜干涉儀的原理（二）邁克爾遜干涉儀的原理（1）光路圖：）光路圖：（2）干涉）干涉原理：原理：（三）邁克爾遜干涉儀的應(yīng)用（三）邁克爾遜干涉儀的應(yīng)用我們這次專題實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括如下三個(gè)：我們這次專題實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括如下三個(gè)：一、測(cè)量鈉光雙線的波長(zhǎng)差實(shí)驗(yàn)方法：借用激光來(lái)調(diào)試邁克爾遜干涉儀，當(dāng)在毛玻璃實(shí)驗(yàn)方法：借用激光來(lái)調(diào)試邁克爾遜干涉儀，當(dāng)在毛玻璃上看到有圓形等傾條紋出現(xiàn)時(shí)，再慢慢調(diào)使出現(xiàn)在毛玻璃上的上看到有圓形等傾條紋出現(xiàn)時(shí)，

6、再慢慢調(diào)使出現(xiàn)在毛玻璃上的圓形等傾條紋只有圓形等傾條紋只有2~42~4條，然后換上鈉光燈，去掉毛玻璃，這條，然后換上鈉光燈，去掉毛玻璃，這時(shí)再慢慢移動(dòng)動(dòng)鏡時(shí)再慢慢移動(dòng)動(dòng)鏡M1M1，不久就能看到圓形等傾條紋，這就是鈉，不久就能看到圓形等傾條紋，這就是鈉光燈產(chǎn)生的。光燈產(chǎn)生的。記錄數(shù)據(jù)：此時(shí)記下當(dāng)前動(dòng)鏡記錄數(shù)據(jù)：此時(shí)記下當(dāng)前動(dòng)鏡M1M1的位置，然后轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)的位置，然后轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕，使動(dòng)鏡旋鈕，使動(dòng)鏡M1M1緩慢移動(dòng)，數(shù)到條紋緩慢移動(dòng)，數(shù)到條

7、紋“涌出涌出”或“陷入陷入”100”100個(gè)時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并記下此時(shí)的動(dòng)鏡個(gè)時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并記下此時(shí)的動(dòng)鏡M1M1的位置的位置d2d2，連續(xù)重復(fù)，連續(xù)重復(fù)測(cè)量測(cè)量6次。次。以鈉光燈為光源調(diào)出圓形等傾條紋，移動(dòng)以鈉光燈為光源調(diào)出圓形等傾條紋，移動(dòng)M1M1鏡，觀察條鏡，觀察條紋由清晰變成模糊又變清晰時(shí)，記下此時(shí)紋由清晰變成模糊又變清晰時(shí)，記下此時(shí)M1M1的位置，然后按的位置，然后按原來(lái)方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)原來(lái)方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)M1M1鏡，當(dāng)再次出現(xiàn)模糊或

8、清晰時(shí)，記下鏡，當(dāng)再次出現(xiàn)模糊或清晰時(shí)，記下M1M1的位置，連續(xù)的位置，連續(xù)6次。次。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：根據(jù)λ=2Nλ=2N△d△d就可以算出鈉光燈的平均波就可以算出鈉光燈的平均波長(zhǎng)。長(zhǎng)。根據(jù)根據(jù)（λ1λ1λ2λ2）22△d=△d=λλλ就可以算出波長(zhǎng)就可以算出波長(zhǎng)差。差。二、二、白光干涉測(cè)量平板玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)方法：借用激光來(lái)調(diào)試邁克爾遜干涉儀，當(dāng)在毛玻璃實(shí)驗(yàn)方法：借用激光來(lái)調(diào)試邁克爾遜干涉儀，當(dāng)在毛玻璃上看到有圓形等傾條紋出現(xiàn)

9、時(shí)，再慢慢調(diào)使出現(xiàn)在毛玻璃上的上看到有圓形等傾條紋出現(xiàn)時(shí)，再慢慢調(diào)使出現(xiàn)在毛玻璃上的圓形等傾條紋只有圓形等傾條紋只有2~42~4條，然后調(diào)試條，然后調(diào)試M2M2右邊的微調(diào)拉環(huán)，使右邊的微調(diào)拉環(huán)，使圓形等傾條紋慢慢的變直，在還沒(méi)變直之前，換上鈉光燈，然圓形等傾條紋慢慢的變直，在還沒(méi)變直之前，換上鈉光燈，然后調(diào)節(jié)后調(diào)節(jié)M1M1的微調(diào)旋鈕，改變他的位置，當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)旋鈕，改變他的位置，當(dāng)M1M1、M2M2到半透膜到半透膜分光板距離相等時(shí)就會(huì)產(chǎn)生干

10、涉條紋。然后在分光板距離相等時(shí)就會(huì)產(chǎn)生干涉條紋。然后在M1M1的前面放置的前面放置一塊平板玻璃，然后再次調(diào)節(jié)一塊平板玻璃，然后再次調(diào)節(jié)M1M1的位置，當(dāng)?shù)奈恢?，?dāng)M1M1、M2M2到半透到半透膜分光板距離相等時(shí)又會(huì)產(chǎn)生干涉條紋。膜分光板距離相等時(shí)又會(huì)產(chǎn)生干涉條紋。記錄數(shù)據(jù)：記下未放玻璃前出現(xiàn)干涉條紋時(shí)記錄數(shù)據(jù)：記下未放玻璃前出現(xiàn)干涉條紋時(shí)M1M1的位置的位置d1d1和放了玻璃后和放了玻璃后M1M1的位置的位置d2d2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果