邁克耳遜干涉儀的調(diào)節(jié)與使用

1、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)15 15 邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)與使用邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)與使用一、目的一、目的 1學(xué)會(huì)邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用。 2觀察等傾和等厚干涉條紋，加深對(duì)干涉理論的理解。 3測(cè)定鈉光的波長(zhǎng)。 邁克爾遜干涉儀最初是由美國(guó)物理學(xué)家邁克爾遜與邁克爾遜干涉儀最初是由美國(guó)物理學(xué)家邁克爾遜與莫雷在莫雷在18831883年研究的精密光學(xué)儀器，邁克爾遜是美國(guó)歷年研究的精密光學(xué)儀器，邁克爾遜是美國(guó)歷史上第一位獲諾貝爾物理獎(jiǎng)的自然科學(xué)家。史上第一位獲諾貝爾物理獎(jiǎng)的自然科學(xué)家。二、原理二、原理 邁克爾遜干涉儀是一種利用分割光波振幅的方法邁克爾遜干涉儀是一種利用分割光波振幅的方法實(shí)現(xiàn)干涉現(xiàn)象的儀器，它由一套精密的

2、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)干涉現(xiàn)象的儀器，它由一套精密的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和四個(gè)高質(zhì)量的光學(xué)鏡片構(gòu)成的。和四個(gè)高質(zhì)量的光學(xué)鏡片構(gòu)成的。邁克爾遜干涉儀原理圖：邁克爾遜干涉儀原理圖：自光源發(fā)出的光線，被分光板G1后表面的半透膜分成光強(qiáng)近似相等的兩束：反射光（反射光（1）和透射光（）和透射光（2）。）。由于G1與平面鏡M1、M2均成450角，所以，反射光（1）在近于垂直地入射到平面反光鏡M1后，經(jīng)反射又沿原路返回，透過(guò)G1到達(dá)E處。透射光（2）在透過(guò)補(bǔ)償板G2后，近于垂直地入射到平面鏡M2上，經(jīng)反射又沿原路返回，在分光板后表面反射后向E處傳播，與光線（1）相遇后在E處可形成干涉。 光源光源SEG1G2M2M1M2d

3、1212半透膜補(bǔ)償板1 1等傾干涉圖樣等傾干涉圖樣 當(dāng)M1和M2兩個(gè)平面鏡嚴(yán)格垂直，即當(dāng)M1和M 2嚴(yán)格平行時(shí)，所得干涉為等傾干涉，干涉條紋是一組明暗相間的同心圓。 2 2等厚干涉圖樣等厚干涉圖樣 在入射光為平行光的條件下，當(dāng)M1和M2兩平面鏡不完全垂直時(shí)，等厚干涉條紋的圖樣是等距離的明暗相間的直條紋。 三、實(shí)三、實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 儀器介紹：儀器介紹：邁克爾遜干涉儀邁克爾遜干涉儀M2固定反固定反光鏡光鏡M1活動(dòng)反光鏡活動(dòng)反光鏡分光板分光板補(bǔ)償板補(bǔ)償板手輪手輪鼓輪鼓輪讀數(shù)窗口讀數(shù)窗口垂直拉簧垂直拉簧水平拉簧水平拉簧標(biāo)尺標(biāo)尺主尺讀數(shù)主尺讀數(shù)四、調(diào)整方法：四、調(diào)整方法：1、確定、確定M1鏡鏡的位置。的位置。

4、2、均勻轉(zhuǎn)松、均勻轉(zhuǎn)松M1、 M2后的三個(gè)螺絲。后的三個(gè)螺絲。3、旋松、旋松M2的兩個(gè)拉簧螺絲。的兩個(gè)拉簧螺絲。4、移動(dòng)光源，使光源上的、移動(dòng)光源，使光源上的十字叉絲十字叉絲在視場(chǎng)的中心位置。在視場(chǎng)的中心位置。5、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)M1、M2后的螺絲，使干涉條紋的出現(xiàn)。后的螺絲，使干涉條紋的出現(xiàn)。8、細(xì)調(diào)、細(xì)調(diào)M2的兩個(gè)拉簧螺絲，使圓心無(wú)視差。的兩個(gè)拉簧螺絲，使圓心無(wú)視差。9、轉(zhuǎn)動(dòng)手輪可以改變干涉條紋的間距和清晰度。、轉(zhuǎn)動(dòng)手輪可以改變干涉條紋的間距和清晰度。10、調(diào)整零點(diǎn)。調(diào)整零點(diǎn)。1111、空程消除?？粘滔?。五、讀數(shù)和測(cè)量應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：五、讀數(shù)和測(cè)量應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題： 手輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，手輪每

5、轉(zhuǎn)動(dòng)一周， M M1 1鏡移動(dòng)鏡移動(dòng)1mm1mm，讀數(shù)窗口里分為，讀數(shù)窗口里分為100100個(gè)個(gè)小格，每小格為小格，每小格為1/100mm1/100mm。微動(dòng)鼓輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，微動(dòng)鼓輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周， M M1 1鏡移鏡移動(dòng)動(dòng)1/100mm1/100mm，鼓輪又分為，鼓輪又分為100100個(gè)小格，因此，它的每小格為個(gè)小格，因此，它的每小格為1010-4-4mmmm，再估讀一位。這樣最小讀數(shù)可估計(jì)到，再估讀一位。這樣最小讀數(shù)可估計(jì)到1010-5-5mmmm量級(jí)。量級(jí)。（1 1）調(diào)整零點(diǎn)：將鼓輪沿某一方向旋轉(zhuǎn)到零刻度線，然后，）調(diào)整零點(diǎn)：將鼓輪沿某一方向旋轉(zhuǎn)到零刻度線，然后，以相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使它與某

6、一刻度對(duì)齊以相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使它與某一刻度對(duì)齊。（2 2）讀數(shù)前，還必須消除空程。當(dāng)零點(diǎn)調(diào)整完畢后，將鼓輪）讀數(shù)前，還必須消除空程。當(dāng)零點(diǎn)調(diào)整完畢后，將鼓輪沿原方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到觀察到干涉條紋移動(dòng)為止，之后，沿原方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到觀察到干涉條紋移動(dòng)為止，之后，記錄記錄第一個(gè)數(shù)據(jù)第一個(gè)數(shù)據(jù)d0 ， d0d8。 計(jì)算出計(jì)算出D=di-d0。1、讀數(shù)前、讀數(shù)前:2、讀數(shù)方法：、讀數(shù)方法： 三部分：主尺、三部分：主尺、窗口、鼓輪窗口、鼓輪（1 1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不允許觸摸儀器中）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不允許觸摸儀器中所有的所有的光學(xué)面。光學(xué)面。（2 2）平面反光鏡）平面反光鏡M M 1 1、M M 2 2背后的背后的三個(gè)三個(gè)螺釘螺釘以及以及兩個(gè)微動(dòng)拉