01_02_19 用迈克尔孙干涉仪测量钠黄双线波长差

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1、迈克尔孙干涉仪测量钠黄双线波长差实验目的：进一步熟悉迈克耳孙干涉仪的调整方法；利用等倾干涉条纹测定钠黄双线波长差.实验系统把毛玻璃放在钠光灯和干涉仪之间--球面波经过漫射成为扩展光源.钠光灯的黄光包括两条波长相近的谱线：λ1=589.593nm,λ2=588.996nm利用迈克耳孙干涉仪可以测量其波长差毛玻璃实验原理反射光束①和②的光程差为Δ=2dcosi；凡相同的入射角i，①和②有相同的光程差，从而对应干涉条纹图样中的同一条纹，故称等倾干涉；从S上一点沿同一圆锥面发射的光，是以相同倾角入射到镜面，因而经透镜或直接人眼观测，得到圆条纹.实验原理在λ1的某一级k0上，当光程差满足：L0=k0λ1

2、=(k0+N)λ2其中N整数时，两组干涉条纹完全重叠，条纹很清晰；当光程差满足：L1=k1λ1=(k2+1/2)λ2两组条纹明暗叠加，条纹模糊；其中：λ12为钠双线的平均波长，Δd为出现相邻模糊场（或清晰场）M1镜移动的距离.测量公式：实验步骤⒈调整仪器调出干涉条纹粗调：（1）目测等高共轴;（2）调节光源与毛玻璃的位置，使入射光经过毛玻璃后大致平行地射向分光板，并照满整个视场；（3）转动粗动手轮，使分光板镀膜面中心到M1、M2两镜间的距离大致相等（主尺位置约35mm)；（4）将M2的两个微调螺丝(水平与竖直)旋到适当位置(内外各留一半).细调：（1）调节M1，M2’平行，在分光板与毛玻璃之间水

3、平与竖直地各放一枚大头针,调节M1和M2’镜背后的三对小螺丝,直到针象完全重合；注意：三对小螺丝应对应调整,且松紧度适中；（2）将头上下左右稍稍摆动,若有较大的视差,可通过M1镜的前后移动,使视差尽量小；针的像在两个方向上都重合了,一般即可看到干涉条纹.⒉圆条纹调节（1）条纹刚调出时，一般为很密的直线或圆弧，可调节三对小螺钉，使变圆。可调节M1镜使条纹不断由中心陷入而逐渐变粗，一般以在视场中剩下3-5个圆条纹适宜；（2）眼睛左右移动，条纹有冒出或收缩情况，调节M2的水平螺钉，眼睛上下移动，条纹有大小变化，则调节M2的竖直螺钉，直到眼睛移动，圆条纹大小不变；如果视场中出现的圆条纹太密,对比度很差

4、时,可由调节M1镜的前后位置而得到改善.3.波长差测定转动粗（微）动手轮，移动M1镜，记录相邻视见度为零(条纹最模糊不清)时M1镜的位置d；测六次，利用逐差法计算Δd，代入公式计算波长差，并根据给出的波长差数值，计算测试的相对误差.思考题形成等倾干涉的条件是什么？在等倾干涉条纹的调节中，可能发生干涉条纹随眼睛移动的吞吐现象，为什么？怎样判断等效空气层哪边厚哪边薄?点光源干涉条纹、等倾干涉条纹分别定域在何处？实验中怎样验证？假定迈克耳孙干涉仪中两臂光强相等，两束单色光相干迭加后的光强I随相位差δ（或两镜间距离d）的变化为:在视场中心，两条钠双线在视场中心的光强分别为：总光强是它们的非相干叠加：假

5、设I10=I20=I0,资料：光强--视见度方程则：其中：I~d关系图Id则条纹视见度：用视见度V来表示视场中明暗对比的程度，其定义为：其中Imax和Imin分别观察点附近的极大和极小光强当，视见度为0（最差）某一个视见度为零的位置到相邻的另一个视见度为零的位置,光程差的变化Δd为：