大学物理实验报告之迈克尔逊干涉仪的调节与使用
(3-23)迈克尔逊干涉仪的调整与使用实验报告(1)
迈克尔逊干涉仪的调整与使用实验报告班级组姓名学号实验成绩周（单，双）星期（上，下午）同组人实验台号教师签字[实验目的]
[实验仪器]
[实验原理]
1.迈克耳逊干涉仪的干涉原理（光路图如图1所示）
[数据记录和处理]
转动鼓轮，观察到干涉条纹中“吞”“吐”变化。
中心每“生成”或“吞进”30个干涉条纹记录一次数据，连续记录6次。
选择M1镜的一个初始位置，作为第一列填入表格，每“生成”或“吞进”30个干涉条纹时M1镜的位置填入表格其它列中。
利用逐差法，根据上面的数据算出三组差值，并填入下表
[数据处理](利用逐差法处理数据，根据相应公式计算He-Ne激光的波长。
保留中间计算过程)
[结果表达]
利用逐差法处理数据，计算得出该实验中He-Ne激光的波长为λ= （nm）
[思考题]
1. 利用迈克耳孙干涉仪测量单色光的波长时，如何改变两束光的光程差？
2.利用迈克耳孙干涉仪测量单色光的波长时，条纹中心每“吞”进（或“吐”出）一个圆形条纹，到达该处的两束光的光程差变化多少？
3、在测量之前如何调整微动鼓轮的零点对齐？若不调整零点对齐，测量数据时会造成什么影响（可以举例说明）。
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告
实验十四迈克耳孙干涉仪的调节和使用迈克耳孙干涉仪在近代物理学的发展中起过重要作用。
19世纪末，迈克耳孙（A.A.Michelson ）与其合作者曾用此仪器进行了“以太漂移”实验、标定米尺及推断光谱精细结构等三项著名的实验。
第一项实验解决了当时关于“以太”的争论，并为爱因斯坦创立相对论提供了实验依据；第二项工作实现了长度单位的标准化。
迈克耳孙发现镉红线（波长Q643.84696nm ）是一种理想的单色光源。
可用它的波长作为米尺标准化的基准。
他定义1m=1553164.13镉红线波长，精度达到10-9,这项工作对近代计量技术的发展作出了重要贡献；迈克耳孙研究了干涉条纹视见度随光程差变化的规律，并以此推断光谱线的精细结构。
今天，迈克耳孙干涉仪已被更完善的现代干涉仪取代，但迈克耳孙干涉仪的基本结构仍然是许多现代干涉仪的基础。
【实验目的与要求】1•学习迈克耳孙干涉仪的原理和调节方法。
2•观察等倾干涉和等厚干涉图样。
3•用迈克耳孙干涉仪测定He - Ne激光束的波长和钠光双线波长差。
【实验仪器】迈克耳孙干涉仪，He- Ne激光束，钠光灯，扩束镜，毛玻璃迈克耳孙干涉仪是应用光的干涉原理，测量长度或长度变化的精密的光学仪器，其光路图如图7-1所示。
S-激光束；L-扩束镜；G1-分光板；G2-补偿板；M1、M2-反射镜；E-观察屏。
图7-1迈克耳孙干涉仪光路图从氦氖激光器发出的单色光s,经扩束镜L将光束扩束成一个理想的发散光束，该光束射到与光束成45?顷斜的分光板G1 上, G1的后表面镀有铝或银的半反射膜，光束被半反射膜分成强度大致相同的反射光（1）和（2）。
这两束光沿着不同的方向射到两个平面镜M1和M2上，经两平面镜反射至G1后汇合在一起。
仔细调节M1和M2，就可以在E处观察到干涉条纹。
G2为补偿板，其材料和厚度与G1相同，用以补偿光束（2）的光程，使光束⑵与光精品文档束⑴在玻璃中走过的光程大致相等。
I. 12~M VMUifif调节粥丝；4TMS%刍一现察屏：了-粗谀手轮；螺络9一微调鼓轮土Uh 口一反射S1M2的微调装逐’HS 丁一2边克耳孙干渉仪的结构国迈克耳孙干涉仪的结构图如图7-2所示。
实验四迈克尔逊干涉仪的调节和使用
迈克耳孙干涉仪
从扩展光源S射来的光在G１处分成两部分，反射光⑴经G１反射后 向着M２前进，透射光⑵透过G１向着M１前进，这两束光分别在M２、M１
上反射后逆着各自的入射方向返回，最后都达到E处。因为这两束光是
相干光，因而在E处的观察者就能够看到干涉条纹由M反射回来的光波 在分光板G１的第二面 由M１反射回来的光波在分光板G１的第二面上反
射时，如同平面镜反射一样，使M１在M２附近形成M１的虚像M１′，因而
光在迈克尔逊干涉仪中自M２和M１的反射相当于自M２和M１′的反射。由 此可见，在迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉与空气薄膜所产生的干涉
是等效的。当M２和M１′平行时(此时M１和M２严格互相垂直)，将观察到
环形的等倾干涉条纹。一般情况下，M１和M２形成一空气劈尖，因此将 观察到近似平行的干涉条纹(等厚干涉条纹)。
M２镜移动的距离Δd ,就可以由式求得钠光D双线的波长差。
四.实验内容
1.迈克尔迈克尔逊干涉仪的调节
① ② ③ 点燃钠光灯，使之与分光板G１等高并且位于沿分光板和M１镜的中 心线上，照射毛玻璃屏，形成扩展光源，在屏上加一指针或带尖的纸片。 转动粗调手轮，使M１镜距分光板G１的中心与M１镜距分光板G１的 中心大致相等(拖板上的标志线在主尺32 cm 位置)。 细心调节M１和M2镜后面的 3 个调节螺钉，改变M１和M2镜的相对方位， 直至双影在水平和铅直方向均完全重合，这时可观察到有明暗相间的干 涉圆环，若干涉环模糊，可轻轻转动粗调手轮，使M２镜移动一下位置， 干涉环就会出现。 再仔细调节M１镜的2个拉簧螺丝，直到把干涉环中心调到视场中央， 并且使干涉环中心随观察者的眼睛左右、上下移动而移动，但干涉环不 发生“涌出”或“陷入”现象，这时观察到的干涉条纹才是严格的等倾 干涉。
实验二迈克尔逊干涉仪的调节和使用
实验二 迈克尔逊干涉仪的调节和使用一、实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉花样的形成原理；2、学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法；3、观察等倾干涉条纹，测量He Ne -激光的波长；4、了解钠光、白光干涉花样的特点。
三、实验原理在迈克尔逊干涉仪中产生的干涉等效于膜'12,M M 的薄膜干涉。
两束光的光程差为：2cos d i k δλ==（一）、扩展光源产生的干涉图（定域干涉）1、1M 和'2M 严格平行——等倾干涉条纹特点：明暗相间的同心圆纹，条纹定域在无穷远（需用会聚透镜成像在光屏上）；中心级次最高，2k d λ=；3）d 增大，条纹从中心向外“涌出”， d 减小，条纹向中心“陷入”，每“涌出” 或“陷入”一个条纹，间距的改变为2λ，“涌出”和“陷入”的交接点为0d =情况（无条纹）。
干涉条纹的分布是中心宽边缘窄，d 增大条纹变窄12k k k k i i i di λ-∆=-≈（,k d i 增加时条纹变窄），1M 和'2M 有一很小的夹角——等厚干涉()22cos 212d i d i ∆=≈-，当入射角也较小时为等厚干涉，条纹定域在薄膜表面附近；在两镜面交线附近处，d 较小，i 的影响可以略去，干涉条纹是一组平行于1M 和'2M 交线的等间隔的直线条纹；在离1M 和'2M 交线较远处，d 较大，i 方向是背向两镜面的交线。
四、实验仪器迈克尔逊干涉仪（100WSM -），He N e -激光器，钠光灯，日光灯，扩束镜，屏。
1、底座底座由生铁铸成，较重，确保仪器的稳定性。
底座由三个调平螺丝（9）支撑，调平后，可以拧紧锁紧圈（10）以保持座架稳定。
2、导轨导轨由两根平行的长约280毫米的框架（7）和精密丝杆（8）组成，被固定在底座上，精密丝杆穿过框架正中，丝杆螺距为1毫米 3、拖板部分拖板（11）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（6），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）在导轨面上滑动，实现粗动。
实验八迈克尔逊干涉仪的调节和使用
实验15 迈克耳孙干涉仪的调节与使用19世纪末，美国物理学家迈克尔孙（A.A.Michelson ）为测量光速，依据分振幅产生双光束实现干涉的原理，设计制造了迈克尔孙干涉仪这一精密光学仪器。
迈克尔孙与其合作者用这仪器完成了相对论研究中具有重要意义的“以太”漂移实验，实验结果否定了“以太”的存在，为爱因斯坦建立狭义相对论奠定了基础。
在近代物理学和近代计量科学中，迈克尔孙干涉仪不仅可以观察光的等厚、等倾干涉现象，精密地测定光波波长、微小长度、光源的相干长度等，还可以测量气体、液体的折射率等。
迈克尔孙1907年获诺贝尔物理学奖。
迈克尔孙干涉仪的基本原理已经被推广到许多方面，研制成各种形式的精密仪器，广泛地应用于生产和科学研究领域。
近年来，美国物理学家正在用40m ×40m 的迈克尔孙干涉仪探测引力波。
1 [实验目的]1.1了解迈克耳孙干涉仪的基本结构，学习其调节和使用方法。
1.2观察各种干涉条纹，加深对薄膜干涉原理的理解。
1.3测定激光的波长。
2 [实验仪器]迈克耳孙干涉仪(WSM-100型)，多束光纤激光器，钠光灯。
3 [仪器介绍]WSM-100型迈克耳孙干涉仪的主体结构如图16-1所示，主要由底座、导轨、拖板、定镜、读数及传动系统、附件等六个部分组成。
3.1底座底座由生铁铸成，较重，确保证了仪器的稳定性。
由三个调平螺丝9支撑，调平后可以拧紧锁紧圈10以保持座架稳定。
3.2导轨导轨7由两根平行的长约280毫米的框架和精密丝杆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1毫米，如图16-2所示。
3.3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M 1）在导轨面上滑动，实现粗动。
M 1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。
实验报告迈克尔孙干涉仪的调节和使用
实验报告迈克尔孙干涉仪的调节和使用摘要：本实验使用迈克尔孙干涉仪进行调节和使用的实验。
通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数，观察干涉条纹的变化，并利用干涉条纹的变化来测量试样的折射率。
实验结果表明，迈克尔孙干涉仪可以用于精确测量试样的折射率。
1.引言迈克尔孙干涉仪是一种常用的实验仪器，常用于测量试样的折射率。
其原理是利用干涉现象测量光的相位差，从而得到试样的折射率。
本实验的目的是通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数，观察干涉条纹的变化，并利用干涉条纹的变化来测量试样的折射率。
2.实验装置本实验使用的实验装置如下：-迈克尔孙干涉仪-光源-干涉条纹观察装置-试样3.实验步骤3.1调节光源位置首先，调节光源的位置，使得光线尽可能的聚焦。
将光源放置在干涉仪的一端，调节位置直到光线尽可能聚焦在另一端的反射镜上。
3.2调节反射镜位置接下来，调节干涉仪中的两个反射镜的位置，使得光线在两个反射镜上反射后能够相互叠加干涉。
调节两个反射镜的位置，使得光线在回程时能够与出发时的光线叠加干涉。
3.3调节反射镜角度在保持反射镜位置不变的情况下，调节反射镜的角度，使得光线在反射时达到最大干涉效果。
观察干涉条纹的亮度变化，调整反射镜角度直到达到最亮的干涉条纹。
3.4放置试样将试样放置在干涉仪的一端，观察干涉条纹的变化。
根据干涉条纹的变化，可以得到试样的折射率。
4.结果与分析实验结果表明，通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数，可以观察到干涉条纹的变化。
实验中观察到的干涉条纹的亮度变化可以用来测量试样的折射率。
根据干涉条纹的位置变化，可以计算出试样的相对折射率，进而得到试样的绝对折射率。
5.总结本实验通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数，观察干涉条纹的变化，并利用干涉条纹的变化来测量试样的折射率。
实验结果表明，迈克尔孙干涉仪可以用于精确测量试样的折射率。
这对于光学相关领域的研究具有重要的意义。
迈克尔逊干涉仪的调整与使用（实验报告）
迈克尔逊干涉仪的调整与使用姓名：赵云专业：班级：学号：实验日期：2007-9-1下午实验教室：5204 指导教师：【实验名称】迈克尔逊干涉仪的调整与使用【实验目的】1.了解迈克尔逊干涉仪的干涉原理和迈克尔逊干涉仪的结构，学习其调节方法；2．调节非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉条纹，了解非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉的形成条件及条纹特点；3．利用白光干涉条纹测定薄膜厚度。
【实验仪器】迈克尔逊干涉仪（20040151），He-Ne激光器（20001162），扩束物镜【实验原理】1.迈克尔逊干涉仪图1是迈克尔逊干涉仪的光路示意图G 1和G2是两块平行放置的平行平面玻璃板，它们的折射率和厚度都完全相同。
G1的背面镀有半反射膜，称作分光板。
G2称作补偿板。
M1和M2是两块平面反射镜，它们装在与G1成45º角的彼此互相垂直的两臂上。
M2固定不动，M1可沿臂轴方向前后平移。
由扩展光源S发出的光束，经分光板分成两部分，它们分别近于垂直地入射在平面反射镜M1和M2上。
经M1反射的光回到分光板后一部分透过分光板沿E的方向传播，而经M2反射的光回到分光板后则是一部分被反射在E方向。
由于两者是相干的，在E处可观察到相干条纹。
光束自M1和M2上的反射相当于自距离为d的M1和M2ˊ上的反射，其中M2ˊ是平面镜M2为分光板所成的虚像。
因此，迈克尔逊干涉仪所产生的干涉与厚度为d、没有多次反射的空气平行平面板所产生的干涉完全一样。
经M1反射的光三次穿过分光板，而经M2反射的光只通过分光板一次，补偿板就是为消除这种不对称性而设置的。
双光束在观察平面处的光程差由下式给定：Δ＝2dcosi式中：d是M1和M2ˊ之间的距离，i是光源S在M1上的入射角。
迈克尔逊干涉仪所产生的干涉条纹的特性与光源、照明方式以及M1和M2之间的相对位置有关。
2．等倾干涉如下图所示，当M2与M1严格垂直，即M2ˊ与M1严格平行时，所得干涉为等倾干涉。
干涉条纹为位于无限远或透镜焦平面上明暗的同心圆环。
大学物理实验-迈克尔逊干涉仪
主尺
粗动手轮读数窗口
微动手轮
最后读数为：33.52246mm
（3）沿原先转动方向继续转动微调手轮，记下条 纹中心亮暗每变化25个周期对应的读数d，用逐差 法求激光波长。
注意:计算不确定度时,只计算A类分量(课本 第6页公式3）
注意事项
1、 调节平面镜后的螺丝时，不可太用力，以免螺丝滑扣； 2、 转动微调手轮时，动作要轻，不要碰撞桌面，以免影响
b.置上观察屏，调节M2的水平及垂直拉 簧，使条纹中心在视场中央。
实验现象
2、测氦氖激光的波长
（1）向同方向转动微调手轮，使条纹连续从中央 冒出（或向中央陷入），此时可开始读数；
（2）先记下M1初始读数d0，（导轨侧面主尺读出 整mm数；读数窗读出0.××mm；手轮估读到 0.00×××mm，三者相加）
他人实验； 3、 观察两组激光点时，要准确判断各自的最亮点，调节平
面镜后的螺丝使各自对应的光点重合； 4、 测量过程中，手轮的转动方向要始终一致，以免产生回
程差，影响测量结果。 5、 在数条纹中心亮暗变化周期时，可能会让眼睛产生疲劳，
在读数过程中要让眼睛适当休息，避免数错亮暗变化周 期； 6、 过读在几数第十误一圈差次，。记让录齿M1镜轮的、初精始密位螺置杆前充，分要咬让合微，调以手免轮M1镜预位先置转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。
实验原理
• 实验背景、仪器构造及光路
d
M1
迈
1
M2'
克 尔
逊
干
激光器
S
G1 G2
涉 仪 光
路
2
原
半反射层K
1
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪的调整与应用1. 原始数据及处理1.1 测量钠光灯波长（589.3Na nm λ=）不确定度计算：2.48Ax δ∆==mm , 0.00004B mm ∆=d U ∆⇒=mm 2d U U N λ∆=∆=4.4nm , 100%r U U λλλ=⨯=0.74%. 1.2 双线的波长差：0.59Na nm λ∆=2．思考题及分析：2.1、为什么白光干涉不易观察到？答：两光束能产生干涉现象除满足同频、同向、相位差恒定三个条件外，其光程差还必须小于其相干长度。
而白光的相干长度只有微米量级，所以只能在零光程附近才能观察到白光干涉。
2.2、为什么M1和M2没有严格垂直时，眼睛移动干涉条纹会吞吐？答：因为没有严格垂直时，会形成一个披肩状的光学腔。
各处的光程差不相同，其干涉条纹的级数也会不同。
所以眼睛移动时，干涉条纹会吞吐。
2.3、讨论干涉条纹吐出或吞入时的光程差变化情况。
答：吞入时，光程差变小。
而吐出时，光程差则变大。
2.4、为什么要加补偿板？答：因为分束板的加入，使其中一路光束比另一光束附加了一定的光程。
所以加入与分束板厚度相同的补偿板来补偿这部分光程差。
2.5、如何设计一个实验，利用迈克尔逊干涉仪测玻璃的折射率？答：以白光发生干涉现象时，确定零光程处。
测定在光路中加入玻璃与否，白光产生干涉时M 2镜移动的距离。
再根据所加入玻璃的厚度，计算出玻璃的折射率。
2.6、试根据迈克尔逊干涉仪的光路，说明各光学元件的作用，并简要叙述调出等倾干涉、等厚干涉和白光干涉条纹的条件及程序．答：分束板：将光束分为两路光束。
补偿板：补偿因分束板产生的光程差。
粗调螺丝：调节2M 镜的方位，使其与1M 镜大致垂直。
细调拉丝：精密调节2M 镜的方位，使使其与1M 镜严格垂直。
鼓轮：调节2M 镜的位置，使光学腔的厚度改变。
等倾干涉：光学腔应严格平行。
等厚干涉：此时光学腔为披肩状。
白光干涉：零光程处附近。
2.7、如何利用干涉条纹“吞”、“吐”现象，测定单色光的波长? 答：数一定量的“吞”或“吐”，再根据公式2d N λ=∆∆计算。
迈克尔逊干涉仪的调节与使用
实验三十四 迈克尔逊干涉仪的调节与使用迈克尔孙干涉仪是1880年美国物理学家迈克尔孙设计、制作的精密光学仪器，是许多近代干涉仪的原型。
它利用分振幅法产生双光束以实现光的干涉，可以用它来观察光的等倾、等厚和多光束干涉现象，测定单色光的波长和光源的相干长度等。
在近代物理和计量技术中有广泛的应用。
一 实 验 目 的（1）了解迈克尔孙干涉仪的结构、原理。
（2）利用迈克尔孙干涉仪观察干涉现象。
（3）利用迈克尔孙干涉仪测He-Ne 激光的波长。
二 实 验 原 理迈克尔孙干涉仪原理图如图35-1所示，在图中：S 为光源，G 1为半镀银板（使照在上面的光线既能反射又能透射，而这两部分光的强度又大致相等），G 2为补偿板，材料与厚度均与G 1板相同，且与G 1板平行。
M 1、M 2为平面反射镜。
光源S 发出的He-Ne 激光经会聚透镜L 扩束后，射向G 1板。
在半镀银面上分成两束光：光束（1）受半镀银面反射折向M 1镜，光束（2）透过半镀银面射向M 2镜。
二束光仍按原路反回射向观察者E （或接收屏）相遇发生干涉。
G 2板的作用是使（1）、（2）两光束都经过玻璃三次，其光程差就纯粹是因为M 1、M 2镜与G 1板的距离不同而引起。
由此可见，这种装置使相干的光束在相干之前分别走了很长的路程，为清楚起见，光路可简化为如图 2 所示，观察者自E 处向G 1板看去，直接看到M 2镜在G 1板的反射像，此虚像以M 2'表示。
对于观察者来说，M 1、M 2镜所引起的干涉，显然与M 1、M 2'之间的空气层所引起的干涉等效。
因此在考虑干涉时，M 1、M 2'镜之间的空气层就成为仪器的主要部分。
本仪器设计的优点也就在于M 2'不是实物，因而可以任意改变M 1、M 2'之间的距离——可以使M 2'在M 1镜的前面或后面，也可以使它们完全重叠或相交。
1. 等倾干涉 当M 1、M 2'完全平行时，将获得等倾干涉，其干涉条纹的形状决定于来自光源平面上的入射角i （如图35-3所示），在垂直于观察方向的光源平面S 上，自以O 点为中心的圆周上各点发出的光以相同的倾角k i ，入射到M 1、M 2'之间的空气层，所以它的干涉图样是同心圆环，其位置取决于光程差∆L 。
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迈克尔逊干涉仪的调节与使用
、实验目的
1、了解迈克尔逊干涉仪的结构原理并掌握调节方法
2、观察等厚干涉、等倾干涉以及白光干涉。
3、测量钠双线的波长差。
二、仪器用品
迈克尔逊干涉仪，He-Ne多光束光纤激光器。
三、实验原理
1、迈克尔逊干涉仪：
迈克耳孙干涉仪是一个分振幅法的双光束干涉仪，其光
路
如图所示，它由反射镜M、M、分束镜P和补偿板P组1212
成。
其中M是一个固定反射镜，反射镜M可以沿光轴前12
后移动，它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P的
一
1 个面镀有半透半反膜，它能将入射光等强度地分为两束
补偿板是一个与分束镜厚度和折射率完全相同的玻璃
板。
迈克耳孙干涉仪的结构如图所示。
镜M、M的背面各有三
12
个螺丝，调节M、M镜面的倾斜度，M的下端还附有两个
121
互相垂直的微动拉簧螺丝，用以精确地调整M的倾斜度。
1
M镜所在的导轨拖板由精密丝杠带动，可沿导轨前后移
动。
2
M镜的位置由三个读数尺所读出的数值的和来确定：主
尺、
2
粗调手轮和微调手轮。
1*14-5-2辺应匚孙卜沙腫
1...I'劭型昇-川出世柿沖叶轨沖灯樓山氐川比II.T-帧和黑1」；
k训“山射袒.M宀-分他出5M船比〔:川1机IWJMfili孜御LXII-训定乖血；
is—flldtj PifcqM-jMttljrJ3M,的术T・|；f板蝉狀：IM盛刑P轮I订一MJ勺忙ll忡.Ji端迂
如图所示，多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，经其会聚后的激光束，可以认为是一个很好的点光
源S发出的球面光波。
5'为5经皿及6反射后
111
所成的像，S'为S经G及M反射后所成的像。
S'和S'
21221 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S'和S'到该点的光程差A=r-r决定,
2121 其中r和r分别为S'和S'到P点的光程。
P点的光强分2121
布的极大和极小的条件是
A=k入(k=0,1,2,…)亮条纹
A=(2k+1)入(k=1,2,…)暗条纹
2、He-Ne激光波长的测定:
当M与M平行时，将观察屏放在与S'S'连线相垂直的1221
位置上，可看到一组同心干涉圆条纹，如图所示。
设M与M间距离为d,则S'和S'距离为2d,S'和S'在
122121
屏上任一点P的光程差为A=2dcosV,®为S'射到P点
2
的光线与M法线的夹角。
2
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“冒出”和“缩进”的现象。
当d增加入/2，相应的
光程差增加入，在中心的条纹干涉级次由k变为k+1,这样就会“冒出”一个条纹;当d减少入/2，相应的的光程差减少入，在中心的条纹干涉级次由k变为k-1,这样就会“缩进”一个条纹。
因此,根据“冒出”或“缩进”条纹的个数可以确定d的改变量，它可以用来进行长度测量，其精度是光波长量级。
当“冒出”或“缩进”了N个条纹，d的改变量§d为6d=N△。
2
四、实验内容
1、调节干涉仪，观察非定域干涉
(1)水平调节。
调节干涉仪底脚螺丝，使仪器导轨平
面水平，然后用锁紧圈锁住。
(2)等臂调节。
调节粗调手轮移动M2镜，让Ml、M2
镜与分光板G1大致等距离。
(3)最亮点重合。
打开激光开关，检查激光输出嘴的位置和方向，让
光束垂直射向Ml的中心部位。
将观察屏转向一侧并固定，戴上墨镜，直接观察M2镜，视野中呈现两排分别由M1、M2反射回来的亮点，找准每排亮点中最亮的那个点，分别调节Ml和M2两个反射镜背后的调节螺丝(先调M1,再调M2),使两排亮点中最亮的光点严格重合，此时说明M1已垂直于M2。
注意调节时调节螺丝的松紧要均衡，防止损坏调节螺丝。
(4)条纹移到屏中央。
将观察屏转回原位置，若上一
步中的最亮点已经严格重合，则观察屏上可以观察到
圆形干涉条纹，若没有条纹，可能是亮点没严格重合，
或者条纹在屏幕边缘。
调节粗调手轮使条纹大小、粗
细适中，再轻微调节M1镜上的水平或竖直拉簧螺丝，
使圆形条纹的中心位于屏中央。
(5)观察非定域干涉。
前后左右移动屏的位置和角度
发现干涉条纹的大小或形状发生变化，证明非定义域
干涉是空间处处相干的。
(6)条纹特征与d的关系。
调节粗调手轮前后移动M2，
观察条纹的“冒出”或“缩进”现象，判断M1'与M2'
之间的距离d是变大还是变小，并观察条纹的粗细、
疏密和d之间的关系。
2、测量激光波长
（1）仪器调零。
因为旋转微调手轮时，粗调手轮随之 变化，而旋转粗调手轮时微调手轮并不随之变化，所以测量前必须调零。
方法如下：沿某方向（例如顺时针）将微调手轮调到零并记住旋转方向（为避免空程差，后面的测量都要沿此方向），沿同一方向旋转粗调手轮使之对准某一刻度，注意此后粗调手轮不要再动。
测量过程中若需要反方向旋转微调手轮，则一定要重新调零。
（2）测量并计算波长。
沿刚才的方向旋转微调手轮， 条纹每冒出或缩进50个记录相应的M 2的位置，连续
2
记录6次以上，数据记录在表中，用最小二乘法计算激光的波长。
平均值为力押/5=（698+646.8+775.2+640+627.8）/5=677.56（nm ） 故本次实验测得氦氖激光的波长为677.56nm 标准偏差s 无=IX f=1v x .2/n （n 一1）=49.63不确定度为％=$=%©s ^=s 兄*1.14=1.14*49.63=56.58六、考查题
1、根据迈克耳孙干涉仪的光路,说明各光学元件的作用。
五、数据处理
2、在迈克耳孙干涉仪上看到的等倾圆条纹与牛顿环实验中的
干涉圆条纹有哪些区别？实验中如何避免回空差？
3、在观察非定域干涉时,为什么当d足够大时,屏上看不到干
涉条纹了？
七、思考题
1、在实验中有时会观察到椭圆或者马鞍型的条纹,思考成因随
着M的移动，反射和透射光的光程相对大小发生了变
2
化，椭圆干涉长短轴变化，在吞吐转变时，会出现马鞍型
条纹。
2、改用白色台灯作光源会有什么现象？用白光作光源时，在
M、M'两面的交线附近的中央条纹可能看到白色条纹或者12 暗条纹，在它的两旁还有大致对称的几条彩色的直线条纹
3、如果用激光作光源,迈克耳孙干涉仪的两臂不相等,对现象有
影响吗？实验一下。
答：有影响，等倾干涉的同心圆会变
为椭圆。