mikerson_迈克尔逊干涉仪测量光波波长_实验报告

1、由于迈克尔逊干涉仪将两相干光束完全分开，它们之间的光程差由于迈克尔逊干涉仪将两相干光束完全分开，它们之间的光程差可以根据要求作各种改变，测量结果可以精确到与波长相比拟，可以根据要求作各种改变，测量结果可以精确到与波长相比拟，所以应用很广。所以应用很广。 迈克尔逊用干涉仪最先以光的波长测定了国际标准米尺的长度。迈克尔逊用干涉仪最先以光的波长测定了国际标准米尺的长度。因为光的波长是物质基本特性之一，是永久不变的，这样就可以因为光的波长是物质基本特性之一，是永久不变的，这样就可以把长度的标准建立在一个永久不变的基础之上。把长度的标准建立在一个永久不变的基础之上。 此外，迈克尔逊干涉仪还被用来研究光谱

2、线的精细结构，这些都此外，迈克尔逊干涉仪还被用来研究光谱线的精细结构，这些都大大推动了原子物理与计量科学的发展，迈克尔逊干涉仪的原理大大推动了原子物理与计量科学的发展，迈克尔逊干涉仪的原理还被发展和改进为其他许多形式的干涉仪器。例如米尺的标定及还被发展和改进为其他许多形式的干涉仪器。例如米尺的标定及干涉分光工作已改用法布里珀罗干涉仪。但迈克耳逊干涉仪的干涉分光工作已改用法布里珀罗干涉仪。但迈克耳逊干涉仪的基本结构仍然是许多干涉仪的基础。基本结构仍然是许多干涉仪的基础。目前根据迈克耳逊的基本原理研制的各种精密仪器广泛用于生产目前根据迈克耳逊的基本原理研制的各种精密仪器广泛用于生产和科研领域。和科

3、研领域。激光器光源激光器光源分光板分光板补偿板补偿板扩束镜扩束镜反射镜反射镜M1反射镜反射镜M2观察屏观察屏M2移动导轨移动导轨21()2n AB BCnADD DP1n1n2n1M2MeLiC3A1B2(n2n1，薄膜上下表面平行薄膜上下表面平行)2与与 3的光程差为：的光程差为：22cos2en222212sin2e nni2(1,2,.)2kk(21)(0,1,2,.)2kk 222212sin2e nni 干涉条纹的级次干涉条纹的级次K仅与仅与倾角倾角i有关，点光源有关，点光源S发发出的光线中，具有同一出的光线中，具有同一倾角的反射光线会聚干倾角的反射光线会聚干涉，形成同一级次圆环涉，

4、形成同一级次圆环形干涉条纹，称为等倾形干涉条纹，称为等倾干涉条纹。干涉条纹。条纹中心处，入射角条纹中心处，入射角i=0222en 对应条纹级次最高对应条纹级次最高单色光源单色光源21MM 反反射射镜镜 2M反射镜反射镜1M21M,M与与 成成 角角04521/GG2G补偿板补偿板 分光板分光板 1G 移动导轨移动导轨1M扩束镜扩束镜反反射射镜镜 2M21MM 反射镜反射镜1M单色光源单色光源1G2G 的像的像2M2Md光程差为光程差为2d 在迈克尔逊干涉仪中产生的干涉相当于厚度为在迈克尔逊干涉仪中产生的干涉相当于厚度为d的空的空气薄膜所产生的干涉，当气薄膜所产生的干涉，当M1与与M2垂直时，即

5、垂直时，即M1与与M2平行时，可以观察到等倾干涉条纹。中心处两束相平行时，可以观察到等倾干涉条纹。中心处两束相干光的干光的211122kkk1G2Gd2M2M1M 两相干光束在空间完全分开，并可用移动反射镜的方法改变两光束的光程差.d若中心处为明条纹，则若改变反射镜的位置，使中心仍为明条纹，则只要测出干涉仪中M1移动的距离d,并数出相应的“吞吐”环数k,就可求出.112dk222()ddk2112d 波长测量原理2 dk每间隔每间隔50条条纹记录数据条条纹记录数据用逐差法处理数据用逐差法处理数据25020dkk 6172105()()()25ddddddd20为机械传递系数为机械传递系数简单求

6、解不确定度简单求解不确定度先计算先计算d的不确定度的不确定度再计算再计算的不确定度的不确定度 0.013Bmm222125()()()5 1ddddddAmm 22AB 25020kk 必须了解仪器的操作和使用方法后方可使用。必须了解仪器的操作和使用方法后方可使用。为了使测量结果正确，必须避免引入空程，应将手轮按原方向转几圈，为了使测量结果正确，必须避免引入空程，应将手轮按原方向转几圈，直到干涉条纹开始均匀移动后，才可测量。直到干涉条纹开始均匀移动后，才可测量。在调节和测量过程中，一定要非常细心在调节和测量过程中，一定要非常细心和耐心，转动手轮时要缓慢、和耐心，转动手轮时要缓慢、均匀，均匀，切

7、忌用力过猛。切忌用力过猛。轻拿轻放，避免使光学仪器或元件受到冲击或震动、摔落。轻拿轻放，避免使光学仪器或元件受到冲击或震动、摔落。切忌用手触摸元件的光学表面，应拿取磨砂面或边缘。切忌用手触摸元件的光学表面，应拿取磨砂面或边缘。不能对着光学元件说话、咳嗽、打喷嚏。不能对着光学元件说话、咳嗽、打喷嚏。光学表面有灰尘或污痕，可用镜头纸、光学表面有灰尘或污痕，可用镜头纸、丙酮进行处理，切忌用手、衣服等。丙酮进行处理，切忌用手、衣服等。实验完毕，数据经检查后方可拆除光路，整理仪器，一切复位。实验完毕，数据经检查后方可拆除光路，整理仪器，一切复位。迈克耳逊干涉仪的两臂中便于插放待测样品，迈克耳逊干涉仪的两臂中便于插放待测样品，由条纹的变化测量有关参数，精度高。由条纹的变化测量有关参数，精度高。 在光谱学中，应用精确度极高的近代干涉仪可在光谱学中，应用精确度极高的近代干涉仪可以精确地测定光谱线的