等厚干涉原理课件.ppt

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1、迈克耳逊干涉仪实验4-9一、实验目的二、实验仪器与简介三、实验内容四、实验原理五、实验常见问题及处理实验目的1.了解迈克耳逊干涉仪原理及其结构；2.掌握迈克耳逊干涉仪的调节方法，调出各种定域干涉条纹；3.结合实验对各种干涉的形成条件、图样特点、变化规律及相互间的区别进行分析，加深对干涉现象的理解；4.测量钠黄光双线的波长差。实验仪器与简介实验仪器：迈克耳逊干涉仪、钠光灯、白炽灯读数窗微调鼓轮(10-4mm)反射镜垂直方向倾角拉簧调节螺丝反射镜水平方向倾角拉簧调节螺丝反射镜倾角调节螺丝粗调鼓轮(0.01mm)主标尺反射镜M2(固定)反射镜M1(可移动)分光镜补偿板迈克尔逊

2、干涉仪是一种利用分割光波振幅的方法实现干涉的精密光学仪器。具有结构简单、光路直观、精度高等特点，其调整和使用具有典型性。RPS光源观察屏读数窗CC平面镜的方位微调螺丝Mbbb平面镜M的平移微动手轮平面镜的方位调节螺丝MMM平面反射镜MMGG分束板补偿板GGWWWWbbbCCRPSGGMMCCPWWWSbbbRR迈克尔逊曾用它完成了三个著名的实验：否定“以太”的迈克尔逊—莫雷实验；光谱精细结构；利用光波波长标定长度单位。图中M1和M2是两面平面反射镜，分别装在相互垂直的两臂上。M2位置固定而M1可通过精密丝杆沿臂长方向移动；M1和M2的倾角可通过背面螺丝调节。仪器俯视图动

3、镜静镜微倾调整螺丝补偿玻片微动手轮分束玻片光源观测屏实验内容1.观察等倾干涉现象1)调节等倾干涉条纹，观测干涉现象；2)测定钠黄光双线波长差；2.观察等厚干涉现象1)调出准单色光的等厚干涉条纹；2)调出白光干涉条纹；1、等倾干涉原理实验原理相当于平行平面空气膜干涉1)迈克耳逊干涉仪等倾干涉光路等倾干涉条纹On2eSfP薄膜透镜光源玻璃片焦平面λi´iii´k´k平行平面膜的等倾干涉等倾干涉条纹的观察入射倾角值相等的光线构成一圆锥面,线经平行膜反射，其相干光用透镜聚焦在焦平面上形成同一级圆条纹.相等的光线对应于第级,相等的光线对应于第级,相邻两条纹的角距离为：入射倾角值相

4、等的光线反射，其相干光形成同一级干涉圆条纹。线经平行膜光程差为：不同光程差下的等倾干涉图像光程差由大变小光程差变小到零光程差由零变大光程差继续变大一片亮场吞环条纹由密变稀冒环条纹由无到有一片亮场吞环条纹由密变稀冒环条纹由无到有变密继续冒环变密继续冒环2)钠光双线波长差的测量2)钠光双线波长差的测量钠光双线波长差△_△__已知589.3nm微调动镜，测量视场中心条纹相继两次变清晰时动镜的位置差△2、等厚干涉原理1)迈克耳逊干涉仪等厚干涉光路相当于空气劈尖干涉等厚干涉条纹M1M2’M1M2’M2’M1M2’M1M1M2’白光干涉图像2)白光的等厚干涉的调节2)白光的等厚干涉

5、的调节先以钠灯为光源，借助定镜微倾螺丝，调出平行直线等厚干涉条纹。将钠灯略移到一侧，置入白光漫射光源，调节动镜，使钠光条纹变得很稀，再沿同向极慢调节，至出现彩色条纹。彩色条纹的对称中心则为等光程点。实验常见问题及处理实验中，实验者往往判断不清反射镜M1的移动方向。普遍认为，光程差在减小时，反射镜M1向着观察者的方向移动，这显然是错误的。等倾干涉的光程差方程：Δ=2ecosi，其中e为两反射镜之间的空气膜厚度，i为倾角。当观察到干涉圆环逐个地从中心冒出来，则e在增大，反之e在减小。从仪器的结构图可以看出，有一个位置c，光程差为0，当M1位于观察者与c之间，e在增大，则M1

6、向观察者方向移动；而M1位于A与c之间，e在增大时，则M1向远离观察者的方向移动。