迈克尔逊干涉仪专题实验
摘要：
迈克耳逊制造的迈克耳逊干涉仪对光学和近代物理做出了巨大的贡献，用来测定微小的长度，折射率，光波波长等，也是现代光学仪器如傅立叶光谱仪等仪器的组成部分，在研究光谱线方面有着重要的作用。

迈克耳孙干涉仪的原理是一束入射光分为两束后各自被对应的平面镜反射回来，这两束光从而能够发生干涉。

迈克尔逊专题实验的主要任务就是测量侧钠双线波长差和玻璃折射率。

关键词：
迈克尔逊干涉仪干涉条纹折射率钠光双线波长差
背景：
迈克耳逊制造的迈克耳逊干涉仪对光学和近代物理做出了巨大的贡献，用来测定微小的长度，折射率，光波波长等，也是现代光学仪器如傅立叶光谱仪等仪器的组成部分，在研究光谱线方面有着重要的作用。

迈克耳逊曾与他的合作者用这个仪器作了三项著名的试验：1，迈克耳逊—莫雷实验，为爱因斯坦创立相对论提供了实验依据；2，镉红线的发现实现了长度单位的标准化；3，由干涉仪条纹可见度随光程变化的规律，可推断光谱线的精细结构。

迈克耳孙干涉仪的最著名应用即是它在迈克耳孙-莫雷实验中对以太风观测中所得到的零结果，这朵十九世纪末经典物理学天空中的乌云为狭义相对论的基本假设提供了实验依据。

除此之外，由于激光干涉仪能够非常精确地测量干涉中的光程差，在当今的引力波探测中迈克耳孙干涉仪以及其他种类的干涉仪都得到了相当广泛的应用。

激光干涉引力波天文台（LIGO）等诸多地面激光干涉引力波探测器的基本原理就是通过迈克耳孙干涉仪来测量由引力波引起的激光的光程变化，而在计划中的激光干涉空间天线（LISA）中，应用迈克耳孙干涉仪原理的基本构想也已经被提出。

迈克耳孙干涉仪还被应用于寻找太阳系外行星的探测中，虽然在这种探测中马赫-曾特干涉仪的应用更加广泛。

迈克耳孙干涉仪还在延迟干涉仪，即光学差分相移键控解调器（Optical DPSK）的制造中有所应用，这种解调器可以在波分复用网络中将相位调制转换成振幅调制。

论述
1、理论：
迈克耳孙干涉仪的原理是一束入射光分为两束后各自被对应的平面镜反射回来，这两束光从而能够发生干涉。

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点的轨迹，因此，要分析某种干涉产生的图样，必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。

2、试验方法：
1、测量钠光双线波长差：利用迈克尔逊干涉仪，以钠光灯作为光源调出定域等倾圆条纹。

转动微调手轮，记录等数量个条纹“冒出”或者“陷入”时的Δd利用△d=N(λ/2)计算出钠光平均波长。

继续转动微调手轮，直到视场中的的条纹由清晰变到模糊再到清晰，
结论
迈克尔逊专题实验的主要任务就是测量侧钠双线波长差和玻璃折射率。

在实验过程中，主要是调节与观察。

调节就是对粗调与微调手轮的调节来改变两反射镜的距离，调节反射镜背后的旋钮使两反射镜平行。

观察是指对玻璃片或是望远镜上所成的像的观察，主要是对随时可能出现的条纹的观察。

在调节的过程中要注意观察实验现象，说起来似乎很简单，做起来却很难，例如，调节使两玻璃片平行，才能看到干涉条纹，调节平行是很不容易的。

又如，调节圆形条纹使之到合适大小，稍微不注意，条纹就会消失，需要重头再来。

再如观察条纹出现，由于条纹一闪即逝，所以必须慢慢调节仔细观察，一旦错过而没有观察到只能从头再来。

可见这个实验是有一定难度的。

参考资料：
1，赵凯华，钟锡华，《光学》，北京大学出版社，2005。

2，谢行恕，康世秀，霍剑青，《大学物理实验》第二册，高等教育出版社，2005。

3，杨淑武《普通物理实验》，高等教育出版社，2000。

4，《大学物理实验—光学部分》，西南七所高等院校合编，西南师范大学出版社。