迈克尔逊干涉仪及其应用
迈克尔逊干涉仪的应用
迈克尔逊干涉仪是一种利用分振幅法实现干涉的精密光学仪器．自1881 年问世以来，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；光谱精细结构和利用光波波长标定长度单位．迈克尔逊干涉仪结构简单、光路直观、精度高，其调整和使用具有典型性．根据迈克尔逊干涉仪的基本
原理发展的各种精密仪器已广泛应用于生产和科研领域．
【预习要求】
1. 阅读实验十六，理解光的干涉、等倾干涉与等厚干涉 .
2. 了解定域干涉与非定域干涉概念 .
3. 了解迈克尔逊干涉仪的结构和使用 .
【实验目的】
1. 研究迈克尔逊干涉仪上各种光的干涉现象 .
2. 了解迈克尔逊干涉仪的应用 .
【实验仪器】
迈克尔逊干涉仪，法布里－珀罗干涉仪，氦氖激光器，钠光灯，白炽灯，
扩束镜
【实验要求】
1. 定域干涉与非定域干涉的研究
（1）观察激光产生的定域干涉与非定域干涉；
（2）粗略测定激光定域等倾干涉条纹和等厚干涉条纹的定域位置（精确到
mm ）；
（3）观察钠光产生的定域干涉与非定域干涉 .
2. 钠光双线波长差与相干长度的测定
（1）用迈克耳孙干涉仪测定钠光双线波长差；
（2）用迈克耳孙干涉仪测定钠光相干长度；
（3）用迈克耳孙干涉仪考察氦－氖激光的相干长度 .
3. 钠光双线波长差的测定与考察补偿板的作用
（1）用迈克耳孙干涉仪测定钠光双线波长差；
（2）用法布里－珀罗干涉仪测定钠光双线波长差；
（3）观察无补偿板的迈克耳孙干涉仪中条纹的特点 .
【实验提示】
1. 如何获得点光源和面光源？如何测定干涉条纹的定域位置？
2. 钠光包含中心波长分别为589.0nm 和589.6nm 的两条谱线，在迈克耳逊干涉仪中它的干涉条纹有什么特点？
测波长差的公式；能用测出的波长差计算相干长度吗？测定光源相干长度的方法，实际可能达到的精度 .
3. 钠光包含中心波长分别为589.0nm 和589.6nm 的两条谱线，在迈克耳逊干涉仪和法布里－珀罗干涉仪中它的干涉条纹各有什么特点？
4. 迈克耳逊干涉仪中补偿板有哪些作用？
5．考虑实际可能达到的精度，确定是否要用微动手轮，应如何安排测量次数，如何处理数据 .
【设计报告要求】
1 . 写明实验的目的和意义
2 . 阐明实验原理和设计思路
3 . 说明实验方法和测量方法的选择
4 . 列出所用仪器和材料
5 . 确定实验步骤
6 . 设计数据记录表格
7 . 确定实验数据的处理方法
【思考题】
1 . 什么是光的干涉现象？在干涉区域内一定会有条纹出现吗？
2 . 什么是相干光？为什么面光源发出的光在一定区域内也能发生干涉？
3 . 什么是定域干涉？什么是非定域干涉？它们分别在什么条件下发生？
4 . 什么是等倾干涉？什么是等厚干涉？它们分别在什么条件下发生？
5 . 白光的干涉条纹是白色的吗？
6 . 什么是条纹的可见度？它与哪些因素有关？
7 . 什么是光源的相干长度？什么是光源的相干时间？它们有什么关系？
8 . 光在反射时什么条件下会发生半波损失？。