教案1 迈克尔逊干涉实验[推荐]_迈克尔逊干涉实验1

教案1 迈克尔逊干涉实验[推荐]由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“迈克尔逊干涉实验1”。

教案1 迈克尔逊干涉实验

一 实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构；

2、掌握迈克尔逊干涉仪的结构；

3、观察光的等倾干涉现象并掌握波长的方法；

4、掌握逐差法处理数据。

二 实验仪器

He-Ne激光器、扩束透镜、迈克尔逊干涉仪

三 实验原理

迈克尔逊干涉仪的光学系统如图。它由分光板G、补偿板H、定反射镜M1和动反射镜M2组成。M1和M2互相垂直，分光板和补偿板是一对材料和外型完全相同的平板光学玻璃，它们相互平行并分别和M1、、M2成大致45度夹角，分光板的次数不同引起的光程差。来自点光源（或扩展光源）的光，入射到分光板上，分为强度相同的光线“1”和光线“2”的相干光，并分别由M1和M2反射后投射到光屏上（对于扩展光源用眼睛正对着观察）产生干涉现象。由于M1和M2垂直，可以等价地看成M2的虚象和M1形成一个厚度d为的空气隙，d的大小随M2的位置改变而改变，所以两光线的光程差可由下式确定：

2dCosi

（1）

式中iˊ为光线“1”对M2的入射角。当d一定时，Δ由iˊ确定，iˊ相同的方向上光程差相等，形成了等倾干涉条纹。且满足：

2dCosik

k=0、1、2、3„„

（2）

呈亮条纹：

(2k1)

2dCoisk=0、1、2、3„„

（3）

呈暗条纹。条纹呈明暗相间的同心环，这和牛顿环干涉条纹相似，但不同的是本同心环外侧干涉级别低，越靠圆心干涉级别越高。圆心干涉级别最高。现分析一下（2）式。对于第级亮条纹，有：

k

（4）2dCosik当d增大时，为了保证（4）式仍成立ik必须也增大，即k级亮条纹往外扩大，反之，减小

‘时，ik也必须减小，k级亮条纹往内缩小。特别地考虑iˊ=0（即圆心）处。满足：

2dk

（5）

时为亮条纹。那么，d增大时，中心亮条纹的级别K增大，中心往外冒出亮条纹，d减小时，中心亮条纹级别减小，亮条纹往中心收进。每当d改变涉条纹。当d改变n‘

时，中心处就冒出或收进一个干22时，中心处就冒出或收进n个干涉条纹。根据这种现象，可以测定光波波长。

假设动镜M2原在位置D1上，现移动M2的位置，同时观察并计算中心亮条纹冒出或收进的数目，当M2移至位置D2时，相应地冒出或收进的亮条纹数目N。就有：

2D2D1

2D2D1N四

教学内容

1、检查预习报告，特别对数据记录表格进行检查

2、实验装置的调整，提问He-Ne激光器所发的光线与定镜之间的关系，应该怎样调整？（反射回来的光线应该出现在He-Ne激光器的头部面板上）

3、示范并提问第二个问题，光斑重合的时候应该出现干涉图样，如果没有图则扩束之后仍然无法得到干涉图样，那么应该怎样调整？

4、提醒几个要点

a、动镜的位置应调到40~50mm之间

b、如果不能产生干涉那么要检查当调节定镜背后的三个螺丝时，出现在He-Ne激光器的头部面板上的光线是否相应会动？以及对重合的斑点进行检查（换个点看看）c、干涉图样的中心应该全部出现，利用哪个部份？

5、用逐差法处理数据

五

注意事项

1、使用干涉仪时不要使工作台震动；

2、切勿用手或其他物品触摸其光学表面；

3、切勿正对着光学表面讲话。