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急求迈克尔逊干涉仪原理

2024-11-04 02:48:15

推荐回答（5个）

回答（1）：

迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理：

G2是一面镀上半透半反膜，M1、M2为平面反射镜，M1是固定的，M2和精密丝相连，使其可前后移动，最小读数为10-4mm，可估计到10-5mm, M1和M2后各有几个小螺丝可调节其方位。

当M2和M1’严格平行时，M2移动,表现为等倾干涉的圆环形条纹不断从中心“吐出”或向中心“消失”。两平面镜之间的“空气间隙”距离增大时，中心就会“吐出”一个个条纹；

反之则“吞进”一个个条纹。M2和M1’不严格平行时，则表现为等厚干涉条纹，M2移动时，条纹不断移过视场中某一标记位置，M2平移距离 d 与条纹移动数 N 的关系满足。

拓展资料

干涉仪

根据光的干涉原理制成的一种仪器。将来自一个光源的两个光束完全分并，各自经过不同的光程，然后再经过合并，可显出干涉条纹。在光谱学中，应用精确的迈克尔逊干涉仪或法布里-珀罗干涉仪，可以准确而详细地测定谱线的波长及其精细结构。

回答（2）：

我最近也在准备大物试验的论文啊！这是我自己找的，应该很不错了。

迈克耳孙干涉仪的光路图如图所示。M1和M2是经精细磨光的平面反射镜，分别安装在相互垂直的两臂上，M2是固定的(称为定镜)，M1可通过精密丝杆的带动，在导轨上移动(称为动镜)。在两臂相交处装有与两臂成45˚角的平行平面玻璃板G1，G1后表面镀有一层半透明半反射的薄银膜(A)，这一层薄银膜(A)将入射光分成两束光强近似相等的反射光(1)和透射光(2)。因此，G1称为分束板。另外，G2为补偿板。G2与G1是两块材料(折射率)和厚度均相同的平行平面的玻璃板，并且G2和G1彼此间严格平行。G2的作用是使光束(2)在玻璃中的光程与光束(1)在玻璃中的光程相同。

从光源发出的光束，被分束板G1后表面镀有一层薄银膜(A)分成两束光强近似相等的反射光(1)和透射光(2)。光束(1)射到M1上被反射回来，再透过G1到达观测者E处（或接收屏）；光束(2)透过G2射到M2上被反射回来，再透过 G2后又经A反射而到达观测者E处（或接收屏）。这两条光线是相干光，相遇发生干涉。因此，在E处可观测到干涉条纹。

图2中的M’2是定镜M2相对半反半透膜(A)反射而形成的虚像。在观察者看来，两束相干光(1)、(2)好象是分别经M1和M’2反射而来。因此在研究干涉时，M2与M’2是等效的

在迈克耳孙干涉仪中，由M1和M2反射出来的光是两束相干光，M1和M2可看作两个相干光源，因此在迈克耳孙干涉仪中可观察到：

① 点光源产生的非定域干涉条纹。

② 点、面光源等倾干涉条纹。

③ 面光源等厚干涉条纹。

本实验主要观察到第1种干涉条纹，并利用这种条纹测量激光器输出红光的波长。

点光源产生的非定域干涉花样的形成：用凸透镜会聚后的激光束，相当一个线度小、强度足够大的点光源S。点光源S经M1和M2反射后，相当于由两个虚光源S1，S’2发出的相干光束(图 3)，但S1和S’2间的距离为M1和M’2的距离的两倍，即S1S’2等于2d 。如图3所示，虚光源S1，S’2发出的球面波在它们相遇的空间处处相干，因此这种干涉现象是非定域的干涉花样。把接收屏放置在垂直于S1S’2连线的某处，这样在屏上看到的干涉花样是一组同心圆，圆心位于S1S’2延长线与屏的交点O上。这种由点光源产生的圆环状干涉条纹，无论将观察屏沿S1S’2方向移至何处都可看到。

由S1、S’2到屏上任一点A，两光线的光程差Δ为

（1）

因为L>>d，利用：取前两项，则式（1）可写成

由图2的三角关系，上式可改写成

（2）

略去二级无穷小项，可得由S1、S’2到屏上任一点A，两光线的光程差Δ为：

（3）

明纹：

（4）

暗纹：

（5）

由式(4)、(5)可知：

(1)当θ＝0时，Δ最大，若用单色光人射，则干涉级次k最大。干涉图样中心处对应的干涉级次高。

(2)当d逐渐增加时，干涉圆环一个个地自中心向外冒出，并向外扩张，条纹变细，变密。

(3)当d逐渐减小时，干涉圆环逐渐缩小，条纹变粗，变稀，最后“消失”在中心处。

从数量上看，如果d减小或增加半个波长时，光程差就减少或增加一个整波长λ，对应的就有一个圆环条纹在中心“消失”或在中心“冒出”。当d变化时，(k为整数)即

（6）

对应的就有N个圆环条纹“消失”于中心或在中心冒出。Δd可由迈克耳孙干涉仪的读数装置读出，如果我们在实验中数出 “消失”或“冒出”的圆环条纹个数N，则由式(5)即可求得光波波长λ为

（7）

某物质的折射率n等于某种光在真空中的速度c与该光在该物质的传播速度，即

（8）

即有

（9）

为该光在真空中的波长，本次实验使用的为红光，波长为632.8nm，为该光在折射率为n的物质中的波长，通过实验测定。

回答（3）：

迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理

G2是一面镀上半透半反膜，M1、M2为平面反射镜，M1是固定的，M2和精密丝相连，使其可前后移动，最小读数为10-4mm，可估计到10-5mm, M1和M2后各有几个小螺丝可调节其方位。当M2和M1’严格平行时，M2移动,表现为等倾干涉的圆环形条纹不断从中心“吐出”或向中心“消失”。两平面镜之间的“空气间隙”距离增大时，中心就会“吐出”一个个条纹；反之则“吞进”一个个条纹。M2和M1’不严格平行时，则表现为等厚干涉条纹，M2移动时，条纹不断移过视场中某一标记位置，M2平移距离 d 与条纹移动数 N 的关系满足。

迈克尔逊干涉仪示意

经M2反射的光三次穿过分光板，而经M1反射的光只通过分光板一次.补偿板就是为了消除这种不对称而设置的.在使用单色光源时，补偿板并非必要，可以利用空气光程来补偿；但在复色光源时，因玻璃和空气的色散不同，补偿板则是不可缺少的。

若要观察白光的干涉条纹，两相干光的光程差要非常小，即两臂基本上完全对称，此时可以看到彩色条纹；若M1或M2稍作倾斜，则可以得到等厚的交线处（d=0）的干涉条纹为中心对称彩色直条纹，中央条纹由于半波损失为暗条纹。

回答（4）：

迈克尔逊干涉仪（英文：Michelson interferometer）是光学干涉仪中最常见的一种，其发明者是美国物理学家阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克尔逊。迈克耳逊干涉仪的原理是一束入射光经过分光镜分为两束后各自被对应的平面镜反射回来，因为这两束光频率相同、振动方向相同且相位差恒定（即满足干涉条件），所以能够发生干涉。

干涉中两束光的不同光程可以通过调节干涉臂长度以及改变介质的折射率来实现，从而能够形成不同的干涉图样。干涉条纹是等光程差的轨迹，因此，要分析某种干涉产生的图样，必需求出相干光的光程差位置分布的函数。

若干涉条纹发生移动，一定是场点对应的光程差发生了变化，引起光程差变化的原因，可能是光线长度L发生变化，或是光路中某段介质的折射率n发生了变化，或是薄膜的厚度e发生了变化。

S为点光源，M1（上边）、M2（右边）为平面全反射镜，其中M1是定镜；M2为动镜，它和精密螺丝丝相连，转动鼓轮可以使其向前后方向移动，最小读数为10mm，可估计到10mm,。M1和M2后各有3个小螺丝可调节其方位。G1（左）为分光镜，其右表面镀有半透半反膜，使入射光分成强度相等的两束（反射光和透射光）。反射光和透射光分别垂直入射到全反射镜M1和M2，它们经反射后回到G1（左）的半透半反射膜处，再分别经过透射和反射后，来到观察区域E。

G2（右）为补偿板，它与G1为相同材料，有相同的厚度，且平行安装，目的是要使参加干涉的两光束经过玻璃板的次数相等，两束光在到达观察区域E时没有因玻璃介质而引入额外的光程差。当M2和M1'严格平行时，表现为等倾干涉的圆环形条纹，移动M2时,会不断从干涉的圆环中心“吐出”或向中心“吞进”圆环。两平面镜之间的“空气间隙”距离增大时，中心就会“吐出”一个个条纹；反之则“吞进”。M2和M1'不严格平行时，则表现为等厚干涉条纹，移动M2时，条纹不断移过视场中某一标记位置，M2平移距离 d 与条纹移动数 N 的关系满足：d=Nλ/2，λ为入射光波长。

拓展资料：

一、简介

迈克尔逊干涉仪，是1881年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。主要用于长度和折射率的测量，若观察到干涉条纹移动一条，便是M2的动臂移动量为λ/2，等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。

二、注意事项

1、千万不要用手触摸光学表面，且要防止唾液溅到光学表面上。

2、在调节螺钉和转动手轮时，一定要轻、慢，决不能强扭硬扳。

3、反射镜背后的粗调螺钉不可旋得太紧，用来防止镜面的变形。

4、在调整反射镜背后粗调螺钉时，先要把微调螺钉调在中间位置，以便能在两个方向上作微调。

5、测量中，转动手轮只能缓慢地沿一个方向前进（或后退），否则会引起较大的空回误差。

参考资料：百度百科迈克尔逊干涉仪

回答（5）：

如果干涉条纹发生移动，则场点对应的光程差必然发生变化，这可能是由于光长L、光路中介质的折射率N或薄膜的厚度E的变化引起的。
s为点光源，M1(上侧)和M2(右侧)为平面全反射镜，其中M1为固定镜；M2是一面移动的镜子，用一根精密的螺丝连接着。它可以通过旋转滚筒前后移动。最小读数是10mm，估计可以到10mm。M1和M2背后有三个小螺丝来调整他们的方向。G1(左)是一个分光镜，其右表面镀有一层半透半反膜，使入射光分成强度相等的两束(反射光和透射光)。反射光和透射光分别垂直入射到全反射镜M1和M2上。反射后回到G1的半透半反膜(左)，透射反射后来到观察区e，G2(右)是补偿板，材质和厚度与G1相同，平行安装。目的是使参与干涉的两束光通过玻璃板的次数相同，两束光到达观察区e时不会因玻璃介质而引入额外的光程差，当M2和M1’严格平行时，它们表现为等倾干涉的圆条纹。当M2被移动时，它会不断地从干涉环的中心“吐出”或“吞进”环的中心。当两块平面镜之间的“气隙”距离增大时，中心会“吐出”条纹；否则“吞”。当M2和M1不严格平行时，它们显示出等厚的干涉条纹。当M2移动时，条纹不断地在视场中的某个标记位置上移动。M2的平移距离D与条纹移动次数n之间的关系满足:d=Nλ/2，λ是入射光的波长。

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