迈克尔逊干涉仪实验报告
一、实验题目：迈克尔逊干涉仪
二、实验目的：
1. 了解迈克尔逊干涉仪的结构、原理和调节方法；
2. 观察等倾干涉、等厚干涉现象；
3. 利用迈克尔逊干涉仪测量He-Ne激光器的波长；
三、实验仪器：
迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、扩束镜、观察屏、小孔光阑四、实验原理（原理图、公式推导和文字说明）：
在图M
2′是镜子M
2
经A面反射所成的虚像。

调整好的迈克尔逊干涉仪，在
标准状态下M
1、M
2
′互相平行，设其间距为d.。

用凸透镜会聚后的点光源S是
一个很强的单色光源，其光线经M
1、M
2
反射后的光束等效于两个虚光源S
1
、S
2
′
发出的相干光束，而S
1、S
2
′的间距为M
1
、M
2
′的间距的两倍，即2d。

虚光源
S 1、S
2
′发出的球面波将在它们相遇的空间处处相干，呈现非定域干涉现象，其
干涉花纹在空间不同的位置将可能是圆形环纹、椭圆形环纹或弧形的干涉条纹。

通常将观察屏F安放在垂直于S
1、S
2
′的连线方位，屏至S
2
′的距离为R，屏上
干涉花纹为一组同心的圆环，圆心为O。

设S
1、S
2
′至观察屏上一点P的光程差为δ，则
)1
/)
(4
1
(
)
2
(
2
2
2
2
2
2
2
2
2
-
+
+
+
⨯
+
=
+
-
+
+
=
r
R
d
Rd
r
R
r
R
r
d
R
δ
（1）
一般情况下d
R>>，则利用二项式定理并忽略d的高次项，于是有
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+++=⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++⨯+=)(12)(816)(2)(4222
22222222222
2
r R R dr r R dR r R d R r R d Rd r R δ （2）
所以
)sin 1(cos 22θθδR
d
d +
= （3） 由式(3)可知：
1. 0=θ，此时光程差最大，d 2=δ，即圆心所对应的干涉级最高。

旋转微调鼓轮使M 1移动，若使d 增加时，可以看到圆环一个个地从中心冒出，而后往外扩张；若使d 减小时，圆环逐渐收缩，最后消失在中心处。

每“冒出”(或“消失”)一个圆环，相当于S 1、S 2′的距离变化了一个波长λ大小。

如若“冒出”(或“消失”)的圆环数目为N ，则相应的M 1镜将移动Δd ，显然：
N d /2∆=λ （4）
从仪器上读出Δd 并数出相应的N ，光波波长即能通过式(4)计算出来。

2. 对于较大的d 值，光程差δ每改变一个波长所需的θ的改变量将减小，即两相邻的环纹之间的间隔变小，所以，增大d 时，干涉环纹将变密变细。

五、实验步骤
六、实验数据处理（整理表格、计算过程、结论、误差分析）：
m m 105-5⨯=∆仪 N=30
m 10795.6150275-⨯=∆⨯=d λ )Ne He (m 10328.67-⨯=-标λ
m 108.16-⨯=S mm 00005.0=∆仪
m 10175/282
2-⨯=∆+=∆仪s λ
m 10)1.0795.6(7-⨯±=∆±=λλλ
()%4.7%100=⨯-=标标λλ
r E
误差分析
1. 仪器本身震动。

2.条纹有宽带。

3.读数的滚轮上面精确度有限。

4.人眼观察偏差。

5.波长不是单色有宽度。

6.仪器本身零件间空隙。

附：原始数据。