用迈克尔逊干涉仪测量激光波长
〔引课：〕
在大学物理中我们学习了光的薄膜干涉，知道薄膜干涉现象分为两种：
在物理课上，我们只是从理论上研究了薄膜干涉的原理，那么在实验课上我们通过什么方法获得等倾或等厚干涉的图像呢？
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迈克尔逊干涉仪
***************************** ***注意***
本实验只利用迈克尔逊干涉仪测量等倾干涉图像
〔正课：〕
实验目的与要求
迈克尔逊干涉仪的构造
迈克尔逊干涉仪的原理
迈克尔逊干涉仪的使用
实验原理
1.迈克尔逊干涉仪的构造
等厚干涉等倾干涉
2.迈克尔逊干涉仪的原理
(1) 光路图
图30—2 迈克尔逊干涉仪光路图
光源S发出的光到达分光板
1
G后，被分成振幅（强度）几乎相等的反射光（1）和透射光（2）。
光束（1）向着
1
M前进，光束（2）经过
2
G后向着
2
M前进，这两束光分别在
1
M和2
M上反射后逆着各自的入射方向返回，最后到达光屏E。
由于这两束光是来自同一光源S的同一束光，因此他们是两列相干光束，在E 处必有干涉图样形成。
(2) 光程差的计算
1M 和2M ˊ平行时（1M ⊥
2M ），将观察屏垂直置于S 1和S 2ˊ连线处，就可以观察到等倾干涉圆环条纹。
由于1M 和2M ˊ之间
为空气，折射率n =1，故光程差 θδcos 2d =。
并且有：
θδcos 2d ==
⎪⎩
⎪
⎨
⎧----+--------暗条纹明条纹λλ)2/1(k k （ k=0、1、2…）
对光程差δ作进一步的分析：
图30—4 非定域等倾干涉
当d 一定时，δ之取决于入射角θ。
例如：在O 点处，θ=0，δ=2d 为最大值，中心处干涉条纹的级次k 最大，随着θ角的增大，干涉条纹的级次k 逐渐减小。
对于具有相同θ角的各点，干涉条纹相同，故称这样的干涉为等倾干涉，干涉条纹又称等倾角线。
因此，等倾干涉条纹必然是以O 点为圆心的明暗相间的同心圆环。
当d 增大时，要保持某一干涉条纹的级次k 不变，必须使θcos 减小，即增大θ角，从而使得k 级条纹从中心向外移动，在屏E 上会看到干涉圆环一个个从中心向外“吐出”的现象，并且圆环条纹逐渐变密，变细。
当d 减小时，在屏E 上看到干涉圆环一个个从中心“吞入”的现象，并且圆环条纹逐渐变疏，变粗。
因
此，移动平
面镜1
M ，就会在观察屏E 上看到干涉圆环吞吐的现象，当
1
M 移动λ
/2的距离，即d 每改变
λ
/2的距离，就会在观察屏上看到有一个圆环条纹从中心“吞入”或“吐出”，也就是说，每当“吞入”或“吐出”一个圆环条纹，1M 就移动了半个波长，所以根据干涉圆环的吞吐就可以测量光源的波长，这也就是干涉仪测量长度或长度变化的理论依据。
只要数出圆环“吞入”或“吐出”的数目N ，并且记录下1M 移动的距离Δd ，就可以计算出光源的波长，即：
Δd =N ·2λ ⇒ λ=N
d
∆2
1. 打开激光器,粗略调节迈克尔逊干涉仪与激光器大致处于同一水平高度,并使其大致垂直,让激光束通过分光板、补偿板（注：最好射到中间位置）垂直入射到平面镜2M 上.
2. 将平面镜1M 和2M 背后的倾度粗调螺钉置于中间位置，再调节干涉仪的水平调节螺母，使两平面镜反射的光点都处在激光器发射孔附近；
3. 用遮光罩遮住1M ，调节2M 背后的倾度粗调螺钉，使其反射的光点正好射回激光器的发射孔中
4. 把遮光罩换止2M ，调节1M 背后的倾度调节螺钉，使1M 反射的三个光点中间的一个（最亮）射回激光器的发射孔，即1M ⊥2M ；
5. 将扩束透镜放置在激光器与分光板之间的适当位置——
让透射光照射到分光板上，在观察屏E 的背面就可以观察到等倾干涉圆环条纹，这时的条纹可能不够圆或者中心偏移，再调节2M 的倾度微调螺丝，使条纹变圆、居中；
6. 转动大轮使1M 前后移动来改变d ，观察等倾圆环条纹的变化规律并记录，与大学物理中所学的理论进行比较；
7. 增大d ，使干涉圆环略细，转动小轮使中央亮斑最大，记下主尺、大轮、小轮的读数1d ，继续转动小轮，同时记下干涉环“吞入”或“吐出”的数目
N ，一般取N =50，每隔 50环记一次主尺、大轮、小轮的读数i d ，测9次； 8. 在利用等倾干涉条纹测定He-Ne 激光波长的基础上，转动手轮,使环形条纹粗而疏时即减小1M 和2M ′之间的距离，调节2M 的倾度微调螺丝， 让
1M 与2M ′有一个很小夹角，继续转动手轮使弯曲条纹往圆心方向移动，
在观察屏上就会出现等厚干涉条纹，再改变1M 和2M ′之间的距离，观察等厚干涉条纹的变化规律并与大学物理中的理论进行比较说明。
1 切勿用眼睛直视激光；
2 切勿用手或别的东西触摸各种镜的光学表面；
3 粗调螺钉事先放到中间位置，调节不可太紧，也勿旋出；
4 测量时手轮只能向一个方向转动，以免引起空回误差；
5 计数要准且读数应在中央亮斑最大时进行；
6 实验时切勿震动实验桌。
1当调节迈克尔逊干涉仪
1
M⊥2M时，也可以同时调节1M和2
M背后的倾度调节螺钉，先让使1M反射的三个光点中间的
一个（最亮）与2
M的反射光重合；再通过调节底角螺钉，让重合光点射入激光孔。
2
如果在观察屏上看不到干涉圆环，可将扩束透镜拿开，在观
察屏上观察，
1
M反射的三个光点中间的一个（最亮）与2
M的反射光点是否重合，如不重合，继续调节1M和2M背后。