迈克尔逊干涉仪的调节和使用
迈克尔逊干涉仪的调整与使用
物理实验中心
目录
一. 实 验 目 的 二. 实 验 原 理
1.仪器构造及光路 2.点光源产生的非定域干涉条纹 3.面光源产生的定域干涉条纹
三. 实 验 内 容 四. 读 数 方 法 五. 注 意 事 项
实验目的
了解迈克尔逊干涉仪的结构，学习调 节和使用方法。
利用点光源产生的同心圆环干涉条纹 测量单色光的波长。
则：
2 2d2 k2
那么可得：d d2 d1
1 2
2
1
1 2
k2
k1
1 2
k
由此可见,只要测出干涉仪中M1移动的距离∆d, 并数出相应的“吞吐”环数∆k,就可求出λ.
实验现象
面光源产生的定域干涉条纹
由面光源产生的在特定区域内存在着
的干涉现象，称为定域干涉。
d
1）等倾干涉
光程差为： AC BC AD
C
θ A
θ D
M1
B
M2'
1 2
2d 2d tan sin S
c os
面光源产生的等倾干涉
2d cos
当d一定时，光程差只决定于入（出）射角θ，干涉条纹 是一系列与不同倾角θ相对应的明暗相间的同心圆环条
纹，这种相同倾角的光所产生的干涉，称为等倾干涉。
2）等厚干涉
当M1、M2‘有一个很小的角度时， M1、M2‘之间形成楔形空气 薄层，就出现等厚干涉。这时“1”和“2”的光程差仍然可
主尺
粗动手轮读数窗口
微动手轮
最后读数为：33.52246mm
注意事项
转动微动手轮时，粗动手轮随之转动；但在转动 粗动手轮时，微动手轮并不随之转动，因此在读 数前必须调整零点。
迈克耳孙干涉仪的调整与使用技巧
迈克耳孙干涉仪的调整与使用技巧迈克耳孙干涉仪（Michelson interferometer）是一种常用的光学仪器，广泛应用于光学测量、干涉实验等领域。
正确的调整和使用迈克耳孙干涉仪对于获得准确的实验结果至关重要。
本文将介绍迈克耳孙干涉仪的调整方法以及使用技巧，帮助读者更好地理解和应用这一仪器。
1. 干涉仪的基本原理迈克耳孙干涉仪是利用光的干涉原理进行测量的仪器。
它由两束光线沿不同路径传播后再次叠加产生干涉，通过观察干涉图案的变化可以获得有关样品或光源的信息。
2. 调整干涉仪的步骤（1）准备工作在调整迈克耳孙干涉仪之前，首先要确保仪器和光源的完好和稳定。
检查干涉仪的光学元件是否清洁，光源是否稳定，确保能够获得高质量的干涉图案。
（2）调整光路通过调整迈克耳孙干涉仪的光路，使得两束光相干，达到干涉的条件。
具体步骤如下：- a. 调整分束镜迈克耳孙干涉仪的分束镜是将光分成两束的关键元件。
调整分束镜的位置和角度，使得两束光线的光程差尽量为零。
- b. 调整反射镜调整迈克耳孙干涉仪的反射镜位置和角度，使得两束光线重新叠加时能够产生明亮的干涉条纹。
通过微调反射镜的位置和角度，使得干涉图案更加清晰和明亮。
（3）干涉图案的观察与调整在调整好光路之后，需要观察干涉图案，并进行调整以获得最佳的观察效果。
根据实验需求，通过微调分束镜和反射镜的位置和角度，调整干涉图案的大小、亮度和清晰度。
3. 干涉仪的使用技巧（1）保持稳定在使用迈克耳孙干涉仪进行实验时，保持仪器和光源的稳定非常关键。
避免干涉仪受到外界震动或温度变化的干扰，以确保实验的准确性和可重复性。
（2）校正光程差干涉仪的光程差是影响干涉图案的重要因素。
在实验中，根据需要可以通过微调分束镜或者引入补偿片等方法，校正光程差以获得所需的干涉效果。
（3）避免散射和干涉损失在进行干涉实验时，需要注意避免光线的散射和干涉损失。
合理调整干涉仪的参数，选择合适的光源和滤波器，减少或者消除散射光和多次反射干涉，确保实验结果的准确性。
大学物理实验实验12迈克尔逊干涉仪的调整与使用
3.调整方法
1、确定M1镜的位置。 2、均匀转松M1、 M2后的三个螺丝。 3、旋松M2的两个拉簧螺丝。 4、移动光源，使光源上的十字叉丝在视场的中心位置
7、调整零点。 8、转到手轮可以改变干涉条纹的间距和清晰度。
5.测单色光的波长
使M1沿光轴移动△d，将使 圆心处相干光束的光程差改 变，则将观察到条纹涌出(或 陷入),由此可用来测定光波 波长。若测知有N个环纹由中 心涌出（或陷入），则表明 M1改变的距离△d为 △d=N· λ/2 则波长λ为： λ=2△d/N
注意事项：
（ 1 ）实验过程中，不允许触摸仪器中所 有的光学面。
（2）平面反光镜M 1、M 2背后的三个螺 钉 以及 两个微动拉簧 螺丝要 十分爱护 ， 只能轻微旋动，切勿用力旋转螺钉，
以免拧滑丝扣或把反射镜压坏。
注意事项：
(3)不要直视激光，以免损伤眼睛！
(4)镜后螺丝及拉簧一定要轻拧，且不可拧的过紧！ (5）不要调节活动反射镜后
不可直视！
思考题
实验仪器
1、迈克尔逊干涉仪； 2、氦-氖多光速激光器； 3、白炽灯
实 验 仪器介绍：
分光板
M1活动反光镜
补偿板
读数窗口
M2固定反 光镜
手轮 鼓轮
水平拉簧 垂直拉簧
标尺
主尺读数
实验原理
实验原理
点光源产生的非定域干涉条纹的形成
从光学角度看，E处的干涉图样和
M 1M 2
2d cos
实验内容
1.仪器调节
目测使激光头水平且大致和M2等高，细调激光头
位置使扩展光束均匀照满反射镜。
调节固定反射镜后的方位螺丝，使透过滤光片看到 的两排对应光点一一重合 装上观察屏，观察条纹的涌出和淹没。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
迈克尔逊干涉仪的调节和使用迈克尔逊干涉仪是光学实验中一种重要的仪器，它的原理是基于干涉现象来测量长度、速度、折射率等物理量。
因此，正确地调节和使用迈克尔逊干涉仪对于实验结果的准确性和可靠性至关重要。
一、调节步骤1、粗调：首先调整干涉仪的粗调旋钮，使干涉条纹大致对称。
2、细调：然后调整干涉仪的细调旋钮，使干涉条纹更加清晰、对称。
具体步骤如下：（1）将光源对准干涉仪的入射缝，调整干涉仪的三个脚螺旋，使干涉条纹出现在视野中。
（2）调节干涉仪的粗调旋钮，使干涉条纹大致对称。
（3）调节干涉仪的细调旋钮，使干涉条纹更加清晰、对称。
可以通过观察干涉条纹的移动方向和距离来判断调节是否正确。
（4）重复以上步骤，直到干涉条纹完全对称、清晰。
二、使用注意事项1、保持干涉仪的清洁，避免灰尘和污垢进入干涉仪内部。
2、在调节过程中，要轻拿轻放，避免损坏干涉仪的精密部件。
3、在使用过程中，要避免过度调节粗调旋钮和细调旋钮，以免损坏干涉仪的调节机构。
4、在记录实验数据时，要保证记录的准确性和完整性。
5、在实验结束后，要将干涉仪恢复到初始状态，以便下一次使用。
正确地调节和使用迈克尔逊干涉仪需要耐心和细心。
只有掌握了正确的调节方法，才能更好地发挥其作用，提高实验的准确性和可靠性。
迈克尔逊干涉仪法测定玻璃折射率迈克尔逊干涉仪是一种精密的光学仪器，其原理基于干涉现象，能够用于测量微小的长度变化和折射率。
本文将介绍如何使用迈克尔逊干涉仪法测定玻璃的折射率。
一、实验原理折射率是光学材料的一个重要参数，它反映了光在材料中传播速度的改变。
迈克尔逊干涉仪法利用干涉现象来测量折射率。
当光线通过不同介质时，其速度和波长都会发生变化，这就导致了光程差的产生。
通过测量光程差，我们可以计算出介质的折射率。
二、实验步骤1、准备实验器材：迈克尔逊干涉仪、单色光源（如激光）、测量尺、待测玻璃片。
2、将单色光源通过分束器分为两束相干光束，一束直接照射到参考镜，另一束经过待测玻璃片后照射到测量镜。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告一、仪器调节1.调整镜面平行度：首先放置迈克尔逊干涉仪的光源，然后用手将光源移动，调整反射平面镜的角度，使光线在迈克尔逊干涉仪的整个光路中都能自由传播。
2.调整分束镜：使用一张透明的玻璃片将光线分束，再观察平行光束通过分束镜后是否能刚好落在平面镜的表面上，如果不能，则需要调整分束镜的位置，直到两束光线都能够平行而且刚好敲在平面镜上。
3.调整反射镜：迈克尔逊干涉仪中的反射镜有一个活动镜面，需要调整其位置，使两束光线在平面镜上反射时能够准确地再次合成一束光线，从而形成干涉现象。
4.调整干涉条纹：最后，可以在观察屏幕上是否能够清晰地看到干涉条纹，在实验过程中可以适当调整光源的位置或者调整反射镜的倾斜角度，以获得更好的干涉效果。
二、实验使用1.实验准备：首先设置好迈克尔逊干涉仪，并确保调节好仪器，使光线能够正常穿过仪器。
2.实验操作：将待测光源置于迈克尔逊干涉仪的一个光路中，调整干涉仪中的反射镜位置，使干涉条纹清晰。
然后，改变待测光源的位置，测量干涉条纹的移动量，利用已知的反射器间距和探测器移动的距离，可以计算得到光的速度。
3.数据处理：使用测得的数据和已知的仪器参数，进行计算和分析。
根据测得的干涉条纹移动量和已知的反射器间距，利用干涉仪的原理和公式，计算得到光的速度。
5.讨论和结论：根据实验结果，对实验中的不确定因素进行讨论，并得出结论。
如果实验结果与理论值一致，说明测量方法正确并且仪器使用正常；如果存在差异，可以分析差异的原因，并进一步完善实验方法或改善仪器使用的条件。
总之，迈克尔逊干涉仪是一种常见的用于测量干涉现象的仪器，通过调节和使用可以进行光速测量、薄膜厚度测量等实验。
在进行实验操作时，需要注意仪器的准确调节和数据的准确处理，以确保实验结果的可靠性。
迈克尔逊干涉仪的调节与使用
迈克尔逊干涉仪的调节和使用一.实验原理迈克尔逊干涉仪是一个分振幅法的双光束干涉仪，其光路如右图所示，它由反光镜M1，M2、分束镜P1和补偿板P2组成。
其中M1是一个固定反射镜，反射镜M2可以沿光轴前后移动，他们分别放置在两个相互垂直臂中，分束镜和补偿板与两个反射镜均成45°且相互平行，分束镜P1的一个面镀有半透半反膜，它能将入射光等强度的分为两束；补偿板是一个与分束镜厚度和折射率完全相同的玻璃板。
迈克尔逊干涉仪结构如下图所示，镜M1、M2的背面各有三个螺丝，调节M1、M2镜面的倾斜度，M1的下端还附有两个互相垂直的微动拉簧螺丝，用以精确的调整M1的倾斜度。
M2镜所在的导轨拖板由精密丝杠带动，可沿着导轨前后移动。
M2镜的位置由三个读数尺所读出的数值的和来确定，主尺、粗调手轮和微调手轮。
如图所示，躲光束激光器提供的每条光纤的输出端是一个短焦距凸透镜，经其汇聚后的激光束，可以认为是一个很好的点光源S发出的球面光波。
S1’为S经M1以及G1反射后所成的像，S2’为S经G1以及M2反射后所成的像。
S2’和S1’为两相干光源。
发出的球面波在其相遇的空间处处相干。
为非定域干涉，在相遇处都能产生干涉条纹。
空间任一点P的干涉明暗由S2’和S1’到该点的光程差Δ=r2-r1决定，其中r2和r1分别为S2’和S1’到P点的光程。
P点的光强分布的极大和极小的条件是：Δ=kλ（k=0，1，2…）为亮条纹Δ=(2k+1)λ（k=0，1，2…）为暗条纹2.He-Ne激光波长的测定当M1’与M2平行时，将观察屏放在与S2’，S1’连线相垂直的位置上，可看到一组同心干涉圆条纹，如图所示。
设M1’与M2之间的距离为d，S2‘和S1‘之间的距离为2d，S2’和S1‘在屏上任一点P的光程差为Δ=2dcosφφ为S2’到P点的光线与M2法线的夹角。
当改变d，光程差也相应发生改变，这时在干涉条纹中心会出现“冒进”和“缩进”的现象，当d增加λ/2，相应的光程差增加λ，这样就会“冒出”一个条纹；当d减少λ/2，相应的光程差减少λ，这样就会“缩进”一个条纹；因此，根据“冒出”和“缩进”条纹的个数可以确定d的该变量，它可以用来进行长度测量，其精度是波长量级，当“冒出”或“缩进”了N个条纹，d的改变两δd为：Δd=Nλ/2二.实验内容1.调节干涉仪，观察非定域干涉（1）水平调节，调节干涉仪底角螺丝，使仪器导轨水平，然后用锁圈锁住。
9 迈克尔逊干涉仪的调整与使用
实验九 迈克尔逊干涉仪器的调整与使用一、实验目的 1 熟悉迈克尔逊干涉仪的结构，掌握其调整方法。
2 通过实验观察，认识点光源等倾干涉条纹的形成条件和条纹特点。
3用干涉条纹变化的特点，测定光源波长。
二、实验仪器迈克尔逊干涉仪，氦氖激光器，扩束镜 三、实验原理1 迈克尔逊干涉仪的光路由干涉仪的结构，定性分析其干涉的原理，结合如图2，定性分析得出其干涉的图样为明暗相间的同心圆环 2 单色点光源的非定域干涉条纹 见图2，则两束光的光程差为：()22222R L R d L L +-++=∆L>>d 时，展开上式并略去d 2/L 2，则有：φdCOS R L Ld L 2/222=+=∆式中φ是圆形干涉条纹的倾角。
所以亮条纹条件为： ()1,2,1,02==k k dCOS λφ由上式可见点光源非定域等倾干涉条纹的特点是：（1） 当d 、λ一定时，具有相同倾角φ的所有光线的光程差相同，所以干涉图为以光轴为圆心的同心圆环。
（2） 当d 、λ一定时，如φ＝0，干涉圆环就在同心圆环中心处，其光程差为ΔL=2d 为最大值，所以对应的干涉圆环越往外，其级次k 也越低。
M 1图1 干涉光路（3） 当k ，λ一定时，如果d 逐渐减小，则cos φ将增大，即φ角逐渐减小，也就是说，同一k 级条纹，当d 减小时，该级圆环半径减小，看到的现象是干涉圆环内缩（吞）；如果d 逐渐增大，同理，看到的现象是干涉圆环外扩（吐）。
对于中央条纹，当内缩或外扩N 次，则光程差变化为2Δd ＝N λ，式中Δd 为d 的变化量，所以有： ()2/2Nd ∆=λ（4） 当d 、λ一定时，相邻两级条纹有下列关系： λφk dCOS k =2 λφ)1(21+=+k dCOS k设(),2/11k k k φφφ+≅+ (),1k k k φφφ-=∆+ 且考虑到k k φφ∆,都很小，则可得到：式中，ΔΦk 称为角距离，表示相邻两圆环对应的入射光的倾角差，反映圆环条纹之间的疏密程度，上式表明成反比关系，即环条纹越往外，条纹间角距离越小，条纹越密。
迈克尔逊干涉仪的调整和使用
2 迈克尔逊干涉仪的调整和使用仪器简介迈克尔逊干涉仪是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷发明的分振幅法双光束干涉仪，其主要特点是两相干光束分得很开，且它们的光程差可通过移动一个反射镜（本实验采用此方法）或在一光路中加入一种介质来方便地改变，利用它可以测量微小长度及其变化，随着应用的需要，迈克尔逊干涉仪有多种多样的形式。
迈克尔逊干涉仪的结构如图，一个机械台面5固定在较重的铸铁底座2上，底座上有三个调节螺丝钉1，用来调节台面的水平。
在台面上装有螺距为1毫米的精密丝杆6，丝杆的一端与齿轮系统12相连接，转动手轮13或微调鼓轮15，都可使丝杆转动，从而使卡在丝杠上的平面镜M 2沿着导轨7移动。
M 2镜的位置及移动的距离可从装在台面左侧的毫米标尺（未画出）、读数窗11及微调鼓轮15上读出。
手轮和微调鼓轮圆周均被分成100小格，微调鼓轮每转一周，手轮就转过1格；手轮每转过一周（由读数窗读出），M 2镜就平移1毫米。
由此可见，三个位置读数时，最小刻度有如下关系：毫米标尺（直线）∶手轮（读数窗）∶微调鼓轮（刻度圆周）＝104∶102∶1根据有效数字的特点，在微调鼓轮圆周上还可估读一位，即以毫米为单位记录M 2镜的位置时，应保留到10-5。
M 1镜是固定在镜台上的，M 1 、M 2两镜的后面各有三个螺丝钉4，可改变镜面倾斜度（实验中只调节M 1镜后的螺丝），M 1镜台下面还有一个水平微调螺丝和一个垂直微调螺丝，其松紧使镜台产生一极小的形变，从而可以对M 1镜的倾斜度作更精细的调节，G 1和G 2分别为分光板和补偿板。
M 1 、M 2和G 1的内表面都镀了银（便于反射光线，其中G 1的内表面为半反射面）。
在操作及测量读数时要注意：(1)分光板G 1、补偿板G 2和平面镜M 1（M 2）均成45°角，且已固定在基座上，调节时动作要轻，不得强扳。
(2)分光板G 1、补偿板G 2、平面镜M 1和平面镜M 2均为精密光学元件，必须保持清洁，切忌6精密丝杆(附标尺)11 读数窗 12 13 15 14 16触摸或拆卸，也不要擦拭光学表面。
实验 迈克尔逊干涉仪的调节和使用
实验迈克尔逊干涉仪的调节和使用迈克尔逊干涉仪是一种用于测量光波长或者光速的仪器。
它的原理是利用光的干涉现象，通过对干涉条纹的观察来确定光波长或光速。
在使用迈克尔逊干涉仪之前，需要对其进行调节和使用。
本文将介绍迈克尔逊干涉仪的调节和使用方法。
一、迈克尔逊干涉仪的构成迈克尔逊干涉仪由四个主要部分组成，包括光源、分束器、反射镜和接收屏。
其中，光源产生光线，分束器将光线分成两束，反射镜将光线反射并重新合并，接收屏上观察条纹以得到测量结果。
（一）调节分束器1、端口对准：将分束器的两个端口（输入端和输出端）对准迈克尔逊干涉仪的两个端口。
2、校正透镜：将透镜与分束器固定并利用透镜校正分束器的输出光斑。
3、调节分束比：通过微调分束器的输入端镜片的位置来调节分束比。
4、校准光路：检查光路是否正确，包括分束后光线是否平行、目标反射镜是否正对着分束器等等。
（二）调节反射镜1、调整反射镜位置：将反射镜置于正确的位置并垂直于光路。
2、确定反射面度数：通过原理图和求解器确定反射面的度数，比如60度。
3、调节反射镜倾斜度：利用半反射膜来调节反射镜的倾斜度，并通过角度计来检查反射镜是否平行于接收屏。
（三）调节光源1、选择光源：选择一款适合的光源。
2、调整灯丝位置：将灯丝调整到正确的位置，使其照亮整个系统。
3、调节灯丝亮度：通过增减电压来调节灯丝的亮度。
（四）调节接收屏1、确定焦距：通过调节接收屏的距离和位置，找出最合适的焦距。
2、校准位置：将接收屏和反射镜垂直，通过调节位置校准光路。
1、准备工作：确保所有部件都已经开始预热，光线已经稳定。
2、测量方法：打开光源，观察条纹的规律性，通过实验得到测量结果。
3、数据处理：将观察到的条纹照片拍摄下来，进行后续处理，包括调整对比度和亮度以及增加标尺等等。
四、注意事项1、留意温度：因为干涉仪精度较高，所以需要注意外部温度的影响。
2、留意光线：因为干涉仪只能使用单色光线，因此需要注意室内环境的影响。
迈克尔逊干涉仪的调整和使用汇总
迈克尔逊干涉仪的调整和使用迈克尔逊干涉仪是迈克尔逊（1852-1931年）在上世纪后期提出的，利用分振幅法产生双光束以实现干涉的一种仪器。
迈克尔逊与其合作者曾用此仪器进行了三项著名的实验，即测量光速、标定米尺及推断光谱线精细结构。
迈克尔逊运用它进行了大量的反复的实验，动摇了经典物理的以太说，为相对论的提出奠定了实验基础。
该仪器设计精巧，用途广泛，不少其它干涉仪均由此派生出来，是许多近代干涉仪的原型。
迈克尔逊也因发明干涉仪和光速的测量而获得1907年的诺贝尔物理学奖。
直至今日，迈克尔逊干涉仪仍被广泛地应用于长度精密计量和光学平面的质量检验（可精确到十分之一波长左右）及高分辨率的光谱分析中。
[一]实验目的1. 了解迈克尔逊干涉仪的原理并掌握调节方法。
2. 观察等倾干涉，等厚干涉的条纹，并能区别定域干涉和非定域干涉。
3. 测定He-Ne 激光的波长。
[二]实验仪器1. 迈克尔逊干涉仪的构造迈克尔逊干涉仪的构造如图33-1。
其主要由精密的机械传动系统和四片精细磨制的光学镜片组成。
1G 和2G 是两块几何形状、物理性能相同的平行平面玻璃。
其中1G 的第二面镀有半透明铬膜，称其为分光板，它可使入射光分成振幅（即光强）近似相等的一束透射光和一束反射光。
2G 起补偿光程作用，称其为补偿板。
1M 和2M 是两块表面镀铬加氧化硅保护膜的反射镜。
2M 是固定在仪器上的，称其为固定反射镜，1M 装在可由导轨前后移动的拖板上，称其为移动反射镜。
迈克尔逊干涉仪装置的特点是光源、反射镜、接收器（观察者）各处一方，分得很开，可以根据需要在光路中很方便的插入其它器件。
1M 和2M 镜架背后各有三个调节螺丝，可用来调节21M M 和的倾斜方位。
这三个调节螺丝在调整干涉仪前均应先均匀地拧几圈（因每次实验后为保证其不受应力影响而损坏反射镜都将调节螺丝拧松了），但不能过紧，以免减小调整范围。
同时也可通过调节水平拉簧螺丝与垂直拉簧螺丝使干涉图像作上下和左右移动。
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（3-68）
式中 (1 2 ) /2 在视场中心处，当 M1 在相继两次视见度为 0 时，移过d 引起的光
程差变化量为
l 2d 则
2 2d
（3-69）
从式（3-69）可知，只要知道两波长的平均值 和 M1 镜移动的距离d，就可求出钠光 的双线波长差d。
为零时， 公式（3-65）和公式（3-66）两式对应相减得光程差变化量由式（3-67）得 Nhomakorabeal
2
1
m
1 2
1
m
1 2
2
（3-67）
于是，钠光的双线波长差为
2 1 1 2
1
m 1 l
2
12 2 l l
凡 i 相同的光线光程差相等，并且得到的干涉条纹随 M1和 M2＇的距离 d 而改变。当 i = 0 时光程差最大，在 O 点处对应的干涉级数最高。由（3-61）式得
2d cosi k d k cosi 2
（3-62）
d N 2
（3-63）
由公式（3-63）可得，当 d 改变一个 1/2时，就有一个条纹“涌出”或“陷入”，所以
S2 上发出的与 S1 中 a 平行的光束 b，只要 i 角相同，它就与 1′、2′的光程差相等，经透镜
L 会聚在半径为 r 的同一个圆上，如图 3-48 所示。
（2）用迈克尔逊干涉仪测量钠光的双线波长差
一般光学实验中所用的单色光源发出的光并不是绝对的单色光，它所辐射的光波有一定 的波长范围λ。钠光中光强最强的谱线有两条，波长分别为 λ1、λ2。移动 M1，当光程差 满足两列光波的光程差恰为 λ1 的整数倍，而同时又为 λ2 的半整数倍，即
2．测量 He-Ne 激光的波长 用粗动手轮把平面射镜 M1 移至 30mm 左右。点亮氦氖激光器，使激光束经过分光板 P1 分束，会出现两排各 3 点的光斑。 调节 M1 和 M2 的两种镜后的螺旋。改变 M1、M2 镜的方位，使两排光斑重合并能观察到这 些光斑有振动现象并有微少干涉条纹。再在激光器前放一扩束透镜，屏上即可呈现出干涉纹， 缓慢细心调节 M2 镜后的调节螺丝，即可出现圆形条纹。
班级
姓名
学号
室温 30.9℃ 气压 102.34 成绩
实验名称 迈克尔逊干涉仪的调节和使用
【实验目的】
日期 2011-9-19 教师
1.了解迈克尔逊干涉仪的工作原理，掌握其调节和使用的方法。 2.应用迈克尔逊干涉仪，测量 He-Ne 激光的波长
【实验仪器】 迈克尔逊干涉仪（WSM-200 03040303 20100538) He-Ne 激光器 扩束镜
迈克尔逊干涉仪产生干涉的形成条件与条纹特点不仅与 M1、M2 的相对位置有关，而且与 所用光源有关。
在干涉仪中，M2 可沿着与其表面垂直的方向平移，当 M2 平移时，M1 与 M2 之间的距离 d 将发生变化。对等倾条纹来说，当 d 逐渐增大时，同心圆环不断向外扩展；当 d 逐渐减小时， 同心圆环不断向内收缩。在实验中，我们就以等倾条纹的这一变化规律作为判断光程差增减 的依据。
图 3-46 迈克尔逊干涉仪的读数
（6）附件 支架杆 17 是用来放置像屏 18 用的，由加紧螺丝 12 固定。
【实验原理】
1．相干光的获得 迈克尔逊干涉仪是利用分振幅的方法产生双光束来实现干涉的。其工作原理如图 3-47 所示，M1、M2 为两垂直放置的平面反射镜，分别固定在两个垂直的臂上。P1、P2 平行放置， 与 M2 固定在同一臂上，且与 M1 和 M2 的夹角均为 45°。M1 由精密丝杆控制，可以沿臂轴前后 移动。P1 的第二面上涂有半透明、半反射膜，能够将入射光分成振幅几乎相等的反射光 1'、 透射光 2'，所以 P1 称为分光板（又称为分光镜）。1'光经 M1 反射后由原路返回再次穿过分光 板 P1 后成为 1"光，到达观察点 E 处；2'光到达 M2 后被 M2 反射后按原路返回，在 P1 的第二面 上形成 2"光，也被返回到观察点 E 处。由于 1'光在到达 E 处之前穿过 P1 3 次，而 2'光在到 达 E 处之前穿过 P1 1 次，为了补偿 1'、2'两光的光程差，便在 M2 所在的臂上再放一个与 P1
作为一名学生要想在学习的道路上一路高歌战胜各科学习困难在考试中脱颖而出就必须树立远大的理想制定明确的学习目标和切实可行的计划在日常学习中勤奋苦学孜孜不倦持之以恒面对学习中上的挫折百折不挠勇往直前并掌握一套正确的学习方法科学合理地安排好自己的时间只有这样才能到达成功的理想彼岸
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实验报告
迈克尔逊干涉仪的主体结构
迈克尔逊干涉仪的主体结构如图 3-45（a）所示，由下面 6 个部分组成。
1 微调手轮 2 粗调手轮 3 读数窗口 4 可调螺母 5 毫米刻度尺 6 精密丝杆 7 导轨（滑槽） 8 螺钉 9 调平螺丝 10 锁紧圈 11 移动镜底座 12 紧固螺丝 13 滚花螺丝 14 全反镜 15 水平微调螺丝 16 垂直微调螺丝 17 观察屏固
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上滑动，实现粗动。M1 是一块很精密的平面镜，表面镀有金属膜，具有较高的反射率，垂直 地固定在拖板上，它的法线严格地与丝杆平行。倾角可分别用镜背后面的 3 颗滚花螺丝 13 来调节，各螺丝的调节范围是有限度的，如果螺丝向后顶得过松，在移动时可能因震动而使 镜面有倾角变化，如果螺丝向前顶得太紧，致使条纹不规则，严重时，有可能使螺丝口打滑 或平面镜破损。
处相干，这种干涉称为非定域干涉，即在两束光相遇的空间内均能用观察屏接收到干涉图像。
若将观察屏放在不同的位置，则可以看到不同形状的干涉条纹。
普通光源不是点光源，它们是由许多互不相干的点光源集合而成，但每个点光源发出的
光，经迈克尔逊干涉仪后可以发生干涉，形成稳定的干涉图样。
当 M1 和 M2＇严格平行且相距为 d 时，所有倾角为 i 的入射光束，由 M1 和 M2＇反射的光
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【实验步骤】
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1．迈克尔逊干涉仪的调整
（1）按图 3-47 所示安装 He—Ne 激光器和迈克尔逊干涉仪。打开 He—Ne 激光器的电源 开关，光强度旋扭调至中间，使激光束水平地射向干涉仪的分光板 P1。
图 3-47 迈克尔逊干涉仪工作原理
（2）调整激光光束对分光板 P1 的水平方向入射角为 45°。 如果激光束对分光板 P1 在水平方向的入射角为 45°，那么正好以 45°的反射角向动镜 M1 垂直入射，原路返回，这个像斑重新进入激光器的发射孔。调整时，先用一张纸片将定镜 M2 遮住，以避免 M2 反射回来的像干扰视线，然后调整激光器或干涉仪的位置，使激光器发出 的光束经 P1 折射和 M1 反射后，原路返回到激光出射口，这已表明激光束对分光板 P1 的水平 方向入射角为 45°。 （3）调整定臂光路 将纸片从 M2 上拿下，遮住 M1 的镜面。发现从定镜 M2 反射到激光发射孔附近的光斑有 4 个，其中光强最强的那个光斑就是要调整的光斑。为了将此光斑调进发射孔内，应先调节 M2 背面的 3 个螺钉，改变 M2 的反射角度。微小改变 M2 的反射角度再调节水平拉簧螺钉 15 和 垂直拉簧螺钉 16，使 M2 转过一微小的角度。特别注意的是，在未调 M2 之前，这两个细调螺 钉必须旋转到中间位置。 （4）拿掉 M1 上的纸片后，要看到两个臂上的反射光斑都应进入激光器的发射孔，且在 毛玻璃屏上的两组光斑完全重合，若无此现象，应按上述步骤反复调整。 （5）用扩束镜使激光束产生面光源，按上述步骤反复调节，直到毛玻璃屏上出现清晰 的等倾干涉条纹。
定杆 18 观察屏 图 3-45 迈克尔逊干涉仪结构
（1）底座 底座由生铁铸成，较重，确保仪器的稳定性。由 3 个调平螺丝 9 支撑，调平后可以拧紧 锁紧圈 10 以保持座架稳定。 （2）导轨 导轨 7 由两根平行的长约 280mm 的框架和精密丝杆 6 组成，被固定在底座上，精密丝杆 穿过框架正中，丝杆螺距为 1mm，如图 3-45（b）所示。 （3）拖板部分 拖板是一块平板，反面做成与导轨吻合的凹槽，装在导轨上，下方是精密螺母，丝杆穿 过螺母，当丝杆旋转时，拖板能前后移动，带动固定在其上的移动镜 11（即 M1）在导轨面
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迈克尔逊干涉仪的手轮操作和读数练习，连 续同一方向转动微调手轮，仔细观察屏上的干涉 条纹“涌出”或“陷入”现象，先练习读毫米标 尺、读数窗口和微调手轮上的读数。掌握干涉条 纹“涌出”或“陷入个数、速度与调节微调手轮 的关系。经上述调节后，读出动镜 M1 所在的相对 位置，然后沿同一方向转动微调手轮，仔细观察 屏上的干涉条纹“涌出”或“陷入”的个数。每 隔 100 个条纹，记录一次动镜 M1 的位置。共记 500 条条纹，读 6 个位置的读数，填入自拟的表格中 （在调节和测量过程中，一定要非常细心，转盘 的转动缓慢，均匀，为了防止引进螺距差，每次 测量必须沿同一方向旋转转盘，不得中途倒退， 且不能振动仪器）。