1、班級：09材成（2）班姓名：張兵 學號：200910470117一 摘要：邁克耳遜干涉儀是用來測定光譜，薄膜的厚度，液體的折射率等的儀器，由美國物理學家邁克耳遜發(fā)明，其原理是利用分振幅法產生雙光束以實現干涉，通過調整該干涉儀，可以產生等厚干涉條紋，也可以產生等傾干涉條紋。二 關鍵字：邁克耳遜干涉儀 激光 鏡 三 實驗目的：(1) 了解邁克耳遜干涉儀的干涉原理和邁克耳遜干涉儀的結構。(2) 掌握邁克耳遜干涉儀的調整和使用方法。(3) 學習在組裝的邁克耳遜干涉儀上開拓應用的技能。(4) 在組裝的邁克耳遜干涉儀上進行壓電晶片電致伸縮效應的觀測。粗略測出壓電晶片的壓電系數。四 實驗儀器：防震臺，氦氖激

2、光光源，凸透鏡，凹透鏡，可變光欄，直尺，光屏，反射鏡，分光鏡等。五 實驗原理： （1）邁克耳遜干涉儀：邁克耳干涉儀是用分振幅的方法，獲得雙干涉的儀器。其結構如圖所示：M1、M2（在以下各圖當中可動反射鏡為M2，固定反射鏡為M1）為互相垂直的平面反射鏡，每個反射鏡的背面各有3個用來調節(jié)反射鏡平面方位的調節(jié)螺釘.M2的下方有兩個互相垂直的拉簧螺釘，可用來更細微地調節(jié)反射鏡M2的平面方位。分束板內側鍍有反射膜，反射膜與M1、M2成45度角。補償板可使兩光束在玻璃中經過的光程完全相同。轉動粗動手輪和微動手輪可使平面鏡M1沿導軌方向前后移動，移動的距離可從標尺、讀數窗和微動手輪讀出。（2）干涉條紋的產生

3、邁克耳遜干涉儀的原理見圖1。光源S發(fā)出的光束射到分光板G1上,G1的后面鍍有半透膜，光束在半透膜上反射和透射，被分成光強接近相等、并相互垂直的兩束光。這兩束光分別射向兩平面鏡M1和M2經它們反射后又匯聚于分光板，再射到光屏E處，從而得到清晰的干涉條紋。圖1 干涉原理圖（3）干涉條紋圖樣在邁克耳遜干涉儀中，由M1、M2反射出來的光是兩束相干光，M1和M2可看成是兩個相干光源，因此，在邁克耳遜干涉儀中可觀察到： 點光源的非定域干涉條紋。 點、面光源等傾干涉條紋。 面光源等厚干涉條紋。（4）等傾干涉原理邁克耳遜干涉儀等傾干涉光路 等傾干涉相當于平行平面空氣膜干涉。入射傾角i相等的光線經平行膜反射，其

4、相干光形成同一級干涉圓條紋，其光程差為：入射傾角i相等的光線構成一圓錐面。線經平行膜反射，其相干光用透鏡聚焦在焦平面上形成同一級圓條紋。光程圖（5）等厚干涉原理如果M1和M'2間形成一很小的角度，則M1與M'2之間有一楔形空氣薄層，這時將產生等厚干涉條紋。當光束入射角足夠小時，可由式（1）求兩相干光束的光程差，即= （5）在M1、M'2的交線上，d=0，即=0，因此在交線處產生一直線條紋，稱為中央明紋。在左右兩旁靠近交線處，由于和d都很小，這時式（5）中的項與2d相比可忽略，因而由=2d （6）所以產生的條紋近似為直線條紋，且與中央條紋平行。離中央條紋較遠處，因項的影響

5、增大，條紋發(fā)生顯著的彎曲，彎曲方向突向中央明紋。離交線越遠，d越大，條紋彎曲地越明顯。（6）點光源產生的非定域干涉花樣的形成：用凸透鏡會聚后的激光束，相當一個線度小、強度足夠大的點光源S。點光源S經M1和M2反射后相當于由兩個虛光源S1，S2發(fā)出的相干光束(圖 3)，但S1和S2間的距離為M1和M2的距離的兩倍，即S1S2等于2d 。如圖3所示，虛光源S1，S2發(fā)出的球面波在它們相遇的空間處處相干，因此這種干涉現象是非定域的干涉花樣。把接收屏放置在垂直于S1S2連線的某處，這樣在屏上看到的干涉花樣是一組同心圓，圓心位于S1S2延長線與屏的交點O上。這種由點光源產生的圓環(huán)狀干涉條紋，無論將觀察屏

6、沿S1S2方向移至何處都可看到。由S1、S2到屏上任一點A，兩光線的光程差為=r= 2dcos當r= 2dCOS=k時，為明紋；當r= 2dcos=（2k+1）/2時，為明紋。為波長。五實驗過程： 在實驗室，面對零散的實驗儀器，要進行邁克耳遜干涉儀實驗，我們需要先對儀器進行組裝調試。在試驗臺上，有一個氦氖激光源。首先我們就要打開光源的電源，讓氦氖激光器發(fā)射光源。然后將帶有支架的凸透鏡放在發(fā)射激光儀器前端的小孔前，調節(jié)凸透鏡的高度讓反射的部分光束正好聚焦在小孔上。調好之后，繼續(xù)將帶有支架的分光板放在與凸透鏡和光源在同一條直線上，并目測調整使三者的高度一致。然后調整支架上的分光板，使其與三者所在直

7、線成45度角。調好之后，將凸透鏡和分光板分別固定在實驗臺上。之后，按照上面的邁克耳遜干涉儀的光路圖，將兩反射鏡和光屏分別擺放在相應的位置并目測調整使其高度與凸透鏡、分光板相同。然后，先分別對反射鏡M1 、M2進行調節(jié)，使其反射通過分光鏡之后的光線能夠打到光屏上。在光屏上出現了兩個光斑之后，先粗調反射鏡使兩光斑靠近。調好后，就可以將兩反射鏡M1、M2 分別固定在相應的位置。為了觀察到干涉現象，接下來我們就要通過微調反射鏡使兩個光斑相交并產生干涉條紋圖樣。經過微調之后，就可以在光屏上看到干涉圖樣了。記錄下各個儀器的坐標。六 實驗數據：名稱坐標氦氖激光光源光屏反射鏡M2分束鏡反射鏡M1七 實驗小結：通過很長一段時間的努力，終于見到了干涉條紋圖樣，這其中在老師不斷的指導下，我們也一次又一次的失敗再重來，終于還是看到了圖樣。我不僅知道了邁克耳遜原理，也知道其中的基本