邁克耳遜干涉儀一,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)和原理，掌握調(diào)節(jié)方法；.用邁克爾遜干涉儀測(cè)量鈉光波長(zhǎng)和精細(xì)結(jié)構(gòu)。.實(shí)驗(yàn)儀器邁克爾遜干涉儀、鈉光燈、透鏡等。.實(shí)驗(yàn)原理邁克耳孫干涉儀原理如圖所示。兩平面反射鏡晅、M2、光源S和觀測(cè)點(diǎn)E（或接受屏）四者北東西南各據(jù)一方。Ml、M2互相垂直，M2是固定的，Ml可沿導(dǎo)軌做精密移動(dòng)。G1和G2是兩塊材料相同薄厚均勻相等的平行玻璃片。G1的一個(gè)表面上鍍有半透明的薄銀層或鋁層，形成半反半透膜，可使入射光提成強(qiáng)度基本相等的兩束光，稱(chēng)G1為分光板。G2與G1平行，以保證兩束光在玻璃中所走的光程完全相等且與入射光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān),保證儀器能夠觀測(cè)單、復(fù)色光的干涉。可見(jiàn)G2作為補(bǔ)償光程用，故稱(chēng)之為補(bǔ)償板。Gl、G2與平面鏡Ml、M2傾斜成45°角。如上圖所示一束光入射到G1上，被G1分為反射光和透射光,這兩束光分別經(jīng)Ml和M2反射后又沿原路返回，在分化板后表面分別被透射和反射，于E處相遇后成為相干光，可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。圖中M'2是平面鏡M2由半反膜形成的虛像。觀測(cè)者從E處去看，經(jīng)M2反射的光仿佛是從M'2來(lái)的。因此干涉儀所產(chǎn)生的干涉和由平面Ml與M'2之間的空氣薄膜所產(chǎn)生的干涉是完全同樣的,在討論干涉條紋的形成時(shí)，只需考察Ml和M2兩個(gè)面所形成的空氣薄膜即可。兩面互相平行可到面光源在無(wú)窮遠(yuǎn)處產(chǎn)生的等傾干涉，兩面有小的夾角可得到面光源在空氣膜近處形成的等厚干涉。若光源是點(diǎn)光源，則上述兩種情況均可在空間形成非定域干涉。設(shè)Ml和M'2之間的距離為d,則它們所形成的空氣薄膜導(dǎo)致的相干光的光程差近似用下式表達(dá)3=2dcosi若Ml與M'2平行，則各處d相同，可得等傾干涉。系統(tǒng)具有軸對(duì)稱(chēng)不變性,故屏E上的干涉條紋應(yīng)為一組同心圓環(huán)，圓心處相應(yīng)的光程差最大且等于2d,d越大圓環(huán)越密。反之中心圓斑變大圓環(huán)變疏。若d增長(zhǎng)則中心“冒出”一個(gè)條紋，反之d減小則中心“縮進(jìn)”一個(gè)條紋。故干涉條紋在中心處“冒出”或“縮進(jìn)”的個(gè)數(shù)N與d的變化量之間有下列關(guān)系A(chǔ)d=N-2

根據(jù)該關(guān)系式就可測(cè)量光波波長(zhǎng)入或長(zhǎng)度△dO鈉黃雙線的精細(xì)結(jié)構(gòu)測(cè)量原理簡(jiǎn)介：pr_"max"min干涉條紋可見(jiàn)度定義為：1g+1g當(dāng)入關(guān)0,12=0時(shí)V，此時(shí)干涉條紋最清楚，可見(jiàn)度最大；1mm時(shí)v=o,可見(jiàn)度最小。從一視見(jiàn)度最低的位置開(kāi)始算起,測(cè)量一次視見(jiàn)度最低處的位置,者其間的光程差為A。萬(wàn)AZ=2*(dzd),且由關(guān)系2(心-由)算出譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)。.實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)與分析鈉光的平均波長(zhǎng)次數(shù)初讀數(shù)di(mm)末讀數(shù)d2(mm)△d=|di-d2I(mm)A(nm)A(nm)137.7247937.754420.02963592.6592.6其中人=2*△d/100,根據(jù)入o=589.3nm；a=592.6nmE=0.6%鈉光的精細(xì)結(jié)構(gòu)：視見(jiàn)度最低的位置由二由二37.98753由二37.98753由二37.98753d2=38.29872N△d(mm)△人(nm)△今(nm)d2—di0.311190.55670.5567得△義三0.5567nmE=0.5%誤差分析及總結(jié)：由于本實(shí)驗(yàn)屬于較為精細(xì)的光學(xué)實(shí)驗(yàn),目測(cè)讀數(shù)時(shí)的誤差在所難免，所以使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，應(yīng)注意保護(hù)眼睛，邊讀書(shū)邊休息，小組內(nèi)交替讀數(shù)。并且儀器未調(diào)好也會(huì)導(dǎo)致較大誤差。.思考題1、在觀測(cè)等傾條紋干涉時(shí)，條紋從中心“冒出”說(shuō)明兼具是變大了還是變小了？條紋“縮進(jìn)”又如何？調(diào)節(jié)等傾條紋時(shí),若眼睛有左向右平移看條紋“冒出”，有右向左看是“縮進(jìn)”，此時(shí)位置成什么關(guān)系？答：“冒出”時(shí)間距變大，“縮進(jìn)”時(shí)間距變小。說(shuō)明Mi和M2、不平行且右邊間距大。亮紋的條件：2necos丫+入/2=k入干涉條紋是一組同心圓，越靠近中心，傾角i越小，折射角Y也越小，則cosy越大，給出的k值也越大。這說(shuō)明，越靠近中心，亮環(huán)的級(jí)次越高。當(dāng)i=0°時(shí)，Y二0。，這時(shí)2e+入/2=k入當(dāng)增大厚度e時(shí)，會(huì)看見(jiàn)起初中心亮環(huán)變暗，然后變亮。這是由于e增大,k的級(jí)次會(huì)變?yōu)閗+1,因此，中心會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的亮環(huán)。由上述可知，條紋從中心涌出時(shí)，說(shuō)明M2與M2之間的距離變大。反之，則為變小。若眼睛有左向右平移看條紋“冒出”，有右向左看是“縮進(jìn)”則說(shuō)明M2與M2不平行，且成的夾角的頂端在左邊2、假如實(shí)驗(yàn)者是高度近視眼。不戴眼鏡