邁克爾遜干涉專題實驗論文

1、邁克爾遜干涉專題實驗論文邁克爾遜干涉專題實驗論文（一）引言（一）引言在物理量的測量中，有時由于被測量量過分小，以至無法在物理量的測量中，有時由于被測量量過分小，以至無法被實驗者或儀器直接感受和反應，此時可先通過一些途徑將被實驗者或儀器直接感受和反應，此時可先通過一些途徑將被測量量放大，然后再進行測量，放大被測量量所用的原理和方測量量放大，然后再進行測量，放大被測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現象之一，

2、是光的波動性的重要實光的干涉是重要的光學現象之一，是光的波動性的重要實驗依據。兩列頻率相同、振動方向相同和位相差恒定的相干光驗依據。兩列頻率相同、振動方向相同和位相差恒定的相干光在空間相交區(qū)域將會發(fā)生相互加強或減弱現象，即光的干涉現在空間相交區(qū)域將會發(fā)生相互加強或減弱現象，即光的干涉現象。根據干涉條紋數目和間距的變化與光程差、波長等的關系象。根據干涉條紋數目和間距的變化與光程差、波長等的關系式，可以推出微小長度變化式，可以推出微小長度變

3、化(光波波長數量級光波波長數量級)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年美國物理學家邁克爾遜和莫雷合年美國物理學家邁克爾遜和莫雷合作設計制造出來的精密光學儀器。它是利用分振幅法產生雙光作設計制造出來的精密光學儀器。它是利用分振幅法產生雙光束以實現干涉。它的特點是光源，兩個反射面，接受器（觀察束以實現干涉。它的特點是光源，兩個反射面，接受器（觀察者）四者在空間完全分開，東西南北各據一方，便于

4、在光路中者）四者在空間完全分開，東西南北各據一方，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象，例如在近代物理和近代計量技術中，如在光譜線精細結構的研究和用光波物理和近代計量技術中，如在光譜線精細結構的研究和用光波標定標準米尺等實驗中都有著重要的應用。利用該儀器的原標定標準米尺等實驗中都有著重要的應用。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用（三）邁克爾遜干涉儀的應用我們這次專題實驗的實驗項目包括如下三個：我們這次專題實驗的實驗項目包括如下三個：一、測量鈉光雙線的波長差實驗方法：借用激光來調試邁克爾遜干涉儀，當在毛玻璃實驗方法：借用激光來調試邁克爾遜干涉儀，當在毛玻璃上看到有圓形等傾條紋出現時，再慢慢調使出現在毛玻璃上的上看到有圓形等傾條紋出現時，

6、再慢慢調使出現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，這時再慢慢移動動鏡時再慢慢移動動鏡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，這就是鈉光燈產生的。光燈產生的。記錄數據：此時記下當前動鏡記錄數據：此時記下當前動鏡M1M1的位置，然后轉動微調的位置，然后轉動微調旋鈕，使動鏡旋鈕，使動鏡M1M1緩慢移動，數到條紋緩慢移動，數到條

7、紋“涌出涌出”或“陷入陷入”100”100個時，停止轉動，并記下此時的動鏡個時，停止轉動，并記下此時的動鏡M1M1的位置的位置d2d2，連續(xù)重復，連續(xù)重復測量測量6次。次。以鈉光燈為光源調出圓形等傾條紋，移動以鈉光燈為光源調出圓形等傾條紋，移動M1M1鏡，觀察條鏡，觀察條紋由清晰變成模糊又變清晰時，記下此時紋由清晰變成模糊又變清晰時，記下此時M1M1的位置，然后按的位置，然后按原來方向繼續(xù)轉動原來方向繼續(xù)轉動M1M1鏡，當再次出現模糊或

8、清晰時，記下鏡，當再次出現模糊或清晰時，記下M1M1的位置，連續(xù)的位置，連續(xù)6次。次。實驗結果：根據實驗結果：根據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。長。根據根據（λ1λ1λ2λ2）22△d=△d=λλλ就可以算出波長就可以算出波長差。差。二、二、白光干涉測量平板玻璃的折射率實驗方法：借用激光來調試邁克爾遜干涉儀，當在毛玻璃實驗方法：借用激光來調試邁克爾遜干涉儀，當在毛玻璃上看到有圓形等傾條紋出現

9、時，再慢慢調使出現在毛玻璃上的上看到有圓形等傾條紋出現時，再慢慢調使出現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，然后調試條，然后調試M2M2右邊的微調拉環(huán)，使右邊的微調拉環(huán)，使圓形等傾條紋慢慢的變直，在還沒變直之前，換上鈉光燈，然圓形等傾條紋慢慢的變直，在還沒變直之前，換上鈉光燈，然后調節(jié)后調節(jié)M1M1的微調旋鈕，改變他的位置，當的微調旋鈕，改變他的位置，當M1M1、M2M2到半透膜到半透膜分光板距離相等時就會產生干

10、涉條紋。然后在分光板距離相等時就會產生干涉條紋。然后在M1M1的前面放置的前面放置一塊平板玻璃，然后再次調節(jié)一塊平板玻璃，然后再次調節(jié)M1M1的位置，當的位置，當M1M1、M2M2到半透到半透膜分光板距離相等時又會產生干涉條紋。膜分光板距離相等時又會產生干涉條紋。記錄數據：記下未放玻璃前出現干涉條紋時記錄數據：記下未放玻璃前出現干涉條紋時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。實驗結果：實驗結果