迈克尔逊干涉仪的实验讨论_迈克尔逊干涉仪干涉现象实验讨论

迈克尔逊干涉仪实验原理

迈克耳逊干涉仪的原理如下：

迈克尔逊干涉仪的实验讨论_迈克尔逊干涉仪干涉现象实验讨论

迈克尔逊干涉仪的实验讨论_迈克尔逊干涉仪干涉现象实验讨论

迈克尔逊干涉仪的实验讨论_迈克尔逊干涉仪干涉现象实验讨论

一束入射光经过分光镜分为两束后各自被对应的平面镜反射回来，因为这两束光频率相同、振动方向相同且相位恒定（即满足干涉条件），所以能够发生干涉。

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。

拓展资料

迈克尔逊干涉仪（英文：Michelson interferometer）是光学干涉仪中常见的一种，其发明者是美国物理学家阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克尔逊。

迈克耳逊干涉仪的原理是一束入射光经过分光镜分为两束后各自被对应的平面镜反射回来，因为这两束光频率相同、振动方向相同且相位恒定（即满足干涉条件），所以能够发生干涉。

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。干涉条纹是等光程的轨迹，因此，要分析某种干涉产生的图样，必需求出相干光的光程位置分布的函数。

若干涉条纹发生移动，一定是场点对应的光程发生了变化，引起光程变化的原因，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。

迈克尔孙干涉仪的调整及使用实验原理

1、实验目的(1)掌握迈克尔逊干涉仪的工作原理和结构，学习其调整方法和技巧(2)学习测量长度的方法。(3)学会用迈克尔逊干涉仪测量单色光的波长。2、实验原理1、迈克尔逊干涉仪的光路迈克尔逊干涉仪有多种形式，其基本光路图如图6-7-1所示。从光源S发射的光束在分束器a的半反射表面M上被分成强度大致相等的反射光束1和透射光束2反射光束1从A发射，然后投射到反射镜M2，反射回来，然后通过A；光束2穿过补偿板B并被投射到反射镜M1，然后被反射回来，然后穿过B，并在半反射表面m上被反射因此，这两束相干光束在空间相遇并发生干涉，干涉条纹可以通过望远镜或人眼观察到。补偿板B与分束器A材质、厚度相同，与分束器A平行放置，其作用是补偿反射光束1因在A中来回两次而多出来的光程，使干涉仪同时满足不同波长光的等光程要求。2、等倾干涉图样(1)产生等倾干涉的等效光路如图6-7-2所示(图中未画出补偿板B)。当观察者从O点看M2镜时，不仅能直接看到M2镜，还能看到被分束器a的半反射面M反射的像M1’这样，在观察者看来，两个相干光束被同一光束分别通过M1和M2反射。因此，从光学的角度来看，迈克尔逊干涉仪产生的干涉图样与M1和M2之间的空气层产生的干涉图样是一样的。在讨论干涉条纹的形成时，我们只需考虑M1和M2两个表面以及它们之间的空气层。因此，迈克尔逊干涉仪的干涉情况(干涉图样)是由光源、M1和M2以及观察屏的相对位置决定的。(2)等倾干涉图样的形成及单色光波长的测量当M1镜与M2镜垂直时，M1’与M2相互平行，距离为d如果光束以相同的倾角入射到M1′和M2上，经反射后将形成1和2′东平行的相干光，如图6-7-3所示。交叉点p是垂直于光线2’的P0如果M1’和M2之间有空气层，且n≈1，则两光束的光程δ为δ=Mn+NP-Mo=(d/cosθ)+(d/cosθ)-PMsinθ=(2d/cosθ)-2DTanθsinθ，则[/h]因此，干涉条纹是一系列对应不同倾角的同心圆干涉条纹，称为等倾角干涉条纹(图6-7-4)。因为1'和2'光波只能在无穷远处相遇，所以干涉条纹局限在无穷远处。(1)亮条纹条件:θ=0°时，即两镜法线方向反射的光波光程，中心条纹的干涉级次。中心点的亮度完全由d决定，当2d=kλ时，中心为亮点。当d的值改变λ/2时，干涉条纹改变一级。也就是说，M1’和M2之间的距离每增加或减少λ/2，干涉条纹的中心就会凸出或缩进一个干涉环。(2)测量光的波长为λ=(2δd/δn)δd为M2移动的距离；δN是干涉条纹出现或收缩的条纹数。(3)条纹间距:根据公式(6-7-1)可知，当d不变，θ不为零时，光程δ减小，干砂条纹偏离中心的K阶较低。通过条纹间距δr≈(λz/2RRD)(z是观察屏到反射镜M2的距离，r是圆环的半径)。可以看出，离中心越远，干涉条纹越密。可以看出，系列K是从圆心沿半径，由高到低，条纹间隔由稀疏到密集。等倾干涉图样示意图如图6-7-4所示。

[迈克尔逊干涉仪改进创新实验]迈克尔逊干涉仪的改进有哪些

迈克尔逊干涉仪改进

迈克尔逊干涉仪,由美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂

移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。利用该

仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。

迈克尔逊干涉仪的好处：

﹙1﹚ 由于干涉仪所产生的干涉条纹由平面M1和M2之间的空气薄膜所产

生的干涉条纹是完全一样的。M1和M2之间所夹的空气层可以任意调

节。如果M1和M2平行、不平行、相交甚至重合。

﹙2﹚ 迈克尔逊干涉仪光路中把两束相干光相互分离很远，这样就可以在任

一光路里放进被研究的东西。通过干涉图像变化可以研究物质的某些

物理特性。如气体折射|测透明度的厚度等。

问题讨论：由实验中需要调节M1和M2相互垂直﹙M1和M2相互平行﹚时，

是在没有干涉条纹出现的情况下，利用视场中两个光点的位置来作的，但实际

会发现这样的光点一般都有很多。这些光点的出现是源于入射光束在被分光镜分

为两束以及它们在传输过程中所经历的多个玻璃的折射、反射。由下图所示的主

光路传输路径总结一套快速选对对应观测光点的方法。

由图可见，入射光束在分光镜的表面和分束面都会有部分光向M1方

向反射，经M1再次反射后，从观察屏上看到右边光点是由分束面反射，即我们

所需的对应光点。透过分光镜的光经M2镜反射后，在补偿镜的两个形成两个向

观察方向反射的光点，右边第三个光点才是由分束面反射。即我们要找的对应光

点。

一、 迈克尔逊干涉仪的原理

干涉条纹是等光程点的轨迹，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发生了变化，引

起光程变化的原因，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。

（一） 图示迈克尔逊干涉仪原理

1. 图中M1和M2是在相互垂直的两臂上放置的两个平面反射镜，其中

M1是固定的；M2由精密丝杆控制，可沿臂轴前、后移动，移动的距离由刻

度转盘(由粗读和细读2组刻度盘组合而成)读出。在两臂轴线相交处，有一

与两轴成45°角的平行平面玻璃板G1，它的第二个平面上镀有半透（半反

射）的银膜，以便将入射光分成振幅接近相等的反射光⑴和透射光⑵，故

G1又称为分光板。G2也是平行平面玻璃板，与G1平行放置，厚度和折射率

均与G1相同。由于它补偿了光线⑴和⑵因穿越G1次数不同而产生的光程，

故称为补偿板

2. 透过G1向着M1前进，这两束光分别在M2、M1上反射后逆着各自的

入射方向返回，后都达到E处。因为这两束光是相干光，因而在E处的观

察者就能够看到干涉条纹。

由M1反射回来的光波在分光板G1的第二面上反射时，如同平面镜反射

一样，使M1在M2附近形成M1的虚像M1′，因而光在迈克尔逊干涉仪中自

M2和M1的反射相当于自M2和M1′的反射。由此可见，在迈克尔逊干涉仪

中所产生的干涉与空气薄膜所产生的干涉是等效的。

当M2和M1′平行时(此时M1和M2严格互相垂直)，将观察到环形的等倾干

涉条纹。一般情况下，M1和M2形成一空气劈尖，因此将观察到近似平行的

干涉条纹(等厚干涉条纹)。

（二） 公式解释迈克尔逊干涉仪原理

1．单色光波长的测定

用波长为λ的单色光照明时，迈克尔逊干涉仪所产生的环形等倾干涉圆条

纹的位置取决于相干光束间的光程，而由M2和M1反射的两列相干光波的

光程为

Δ＝2dcos i (1)

其中i为反射光⑴在平面镜M2上的入射角。对于第k条纹，则有

2dcos ik＝kλ (2)

当M2和M1′的间距d逐渐增大时，对任一级干涉条纹，例如k级，必定是以减少cosik的值来满足式(2)的，故该干涉条纹间距向ik变大(cos ik值变小)的方向移动，即向外扩展。这时，观察者将看到条纹好像从中心向外“涌出”，且每当间距d增加λ/2时，就有一个条纹涌出。反之，当间距由大逐渐变小时，靠近中心的条纹将一个一个地“陷入”中心，且每陷入一个条纹，间距的改变亦为λ/2。

因此，当M2镜移动时，若有N个条纹陷入中心，则表明M2相对于M1移近了

Δd＝N (3)

反之，若有N个条纹从中心涌出来时，则表明M2相对于M1移远了同样的距离。

如果地测出M2移动的距离Δd，则可由式(3)计算出入射光波的波长。

2． 测量钠光的双线波长Δλ

钠光2条强谱线的波长分别为λ1＝589.0 nm和λ2＝589.6 nm，移动M2，当光程满足两列光波⑴和⑵的光程恰为λ1的整数倍，而同时又为λ2的半整数倍，即

Δk1λ1＝(k2＋)λ2

这时λ1光波生成亮环的地方，恰好是λ2光波生成暗环的地方。如果两列光波的强度相等，则在此处干涉条纹的视见度应为零(即条纹消失)。那么干涉场中相邻的2次视见度为零时，光程的变化应为

ΔL＝kλ1＝(k＋1)λ2 (k为一较大整数)

由此得

λ1－λ2＝＝

于是

Δλ=λ1－λ2＝＝

式中λ为λ1、λ2的平均波长。

对于视场中心来说，设M2镜在相继2次视见度为零时移动距离为Δd，则光程的变化ΔL应等于2Δd，所以 Δλ＝ (4)

二、 迈克尔逊干涉仪的作步骤

（一） 观察扩展光源的等倾干涉条纹并测波长

1. 点燃钠光灯，使之与分光板G1等高并且位于沿分光板和M1镜的中心线上，转动粗调手轮，使M1镜距分光板G1的中心与M1镜距分光板G1的中心大致相等(拖板上的标志线在主尺32 cm 位置)。

2. 在光源与分光板G1之间插入针孔板，用眼睛透过G1直视M2镜，可看到2组针孔像。细心调节M1镜后面的 3 个调节螺钉，使 2 组针孔像重合，如果难以重合，可略微调节一下M2镜后的3个螺钉。当2组针孔像完全重合时，就可去掉针孔板，换上毛玻璃，将看到有明暗相间的干涉圆环，若干涉环模糊，可轻轻转动粗调手轮，使M2镜移动一下位置，干涉环就会出现。

3. 再仔细调节M1镜的2个拉簧螺丝，直到把干涉环中心调到视场，并且使干涉环中心随观察者的眼睛左右、上下移动而移动，但干涉环不发生“涌出”或“陷入”现象，这时观察到的干涉条纹才是严格的等倾干涉。

4. 测钠光D双线的平均波长。先调仪器零点，方法是：将微调手轮沿某一方向(如顺时针方向)旋至零，同时注意观察读数窗刻度轮旋转方向；保持

刻度轮旋向不变，转动粗调手轮，让读数窗口基准线对准某一刻度，使读数窗中的刻度轮与微调手轮的刻度轮相互配合。

5. 始终沿原调零方向，细心转动微调手轮，观察并记录每“涌出”或“陷入”50个干涉环时，M1镜位置，连续记录6次。

6. 根据式(5-8)，用逐法求出钠光D双线的平均波长，并与标准值进行比较。

（二） 观察等厚干涉和白光干涉条纹

在等倾干涉基础上，移动M2镜，使干涉环由细密变粗疏，直到整个视

场条纹变成等轴双曲线形状时，说明M2与M1′接近重合。细心调节水平式垂直拉簧螺丝，使M2与M1′有一很小夹角，视场中便出现等厚干涉条纹，观察和记录条纹的形状、特点。

2.用白炽灯照明毛玻璃(钠光灯不熄灭)，细心缓慢地旋转微动手轮，M2与M1′达到“零程”时，在M2与M1′的交线附近就会出现彩色条纹。此时可挡住钠光，再极小心地旋转微调手轮找到条纹，记录观察到的条纹形状和颜色分布。

（三） 测定钠光D双线的波长

1.以钠光为光源调出等倾干涉条纹。

2.移动M2镜，使视场中心的视见度小，记录M2镜的位置；沿原方向继续移动M2镜，使视场中心的视见度由小到直至又为小，再记录M2镜位置，连续测出6个视见度小时M2镜位置。

3.用逐法求Δd的平均值，计算D双线的波长。

三、 迈克尔逊干涉仪的应用

（一）精密测量长度或光波波长

在实际测量中，通过调节迈克尔逊干涉仪两臂上M1和M"2之间的空气

层的距离Δd，来改变在光屏上的干涉条纹的移动数目ΔN。根据公式：

我们可以很容易算出光波的波长。

同样，如果已知光波波长λ，我们也可以很容易测量精密的距离。

（二）迈克尔逊－莫雷实验

在弄清光波的电磁本质之前，就已经提出光的波动理论并得到完善，以

太存在的设是很自然和必要的。所谓以太就是光波借以传播的弹性介质，就象声波是借助空 气而传播一样。以太观念提出后，很自然想到或许就是牛顿体系中的空间。因此，一度有许多实验企图去发现地球相对于以太的速度，从而规定出空间，如 迈克尔逊－莫雷实验。

实验分析 ： 从系来看，光线①从所需的时间为

光线②从所需的时间为

两束光到达望远镜的时间约为

于是两光束的光程为

条。

仪器旋转90˙过程中，望远镜视场中应看到干涉条纹移动

用迈克尔逊干涉仪测空气折射率

分类: 教育/科学 >> 学习帮助

问题描述:

怎么做啊

解析:

一个研究型实验项目的探讨

——利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率

王法远

（淮北煤炭师范学院物理系 指导教师：戴建明）

摘 要：“研究型”物理实验的开设对激发学生的求知欲、拓宽其知识面、培养其创新思维能力等方面都具有重要意义。本文以迈克耳逊干涉仪实验为例，通过在实验装置中增设可调压强的气室和CCD图像采集系统，实现对干涉图样的实时观察和气体折射率的较测量。实验设计还考虑到了实验内容及其难度的可深入与拓展空间，具有很强的研究型实验特点，并且可以根据适当的教学设计将此实验开设成综合性或设计性实验。

：研究型物理实验;迈克耳逊干涉仪;CCD;折射率

A Research-type Physical Experiment

——Measurement of gas’ refractive index by using Michelson interferometer

Fayuan Wang

Tutored by Jianming Dai

Department of Physics, Huaibei Coal Industry Normal College

Abstract: The research-type physical experiments can play very important role to excite the students’ thirst for knowledge, widen the range of knowledge, cultivate the innovative and research ability. As an example, a research-type experiment, the measurement of gas’ refractive index by using Michelson interferometer and CCD , is designed and putted in pract. The dlopmental space in content and plexity is considered in the design of experiment. It is indicated that the experiment has the obvious characters of research and very suits to study as research-type experiment for students.

Keywords: research-type physical experiment;michelson interferometer;CCD;refractive index

1 引言

随着科技、经济的高速发展，人才竞争越来越激烈，如何培养具有创新能力的高素质人才已受到普遍关注，这也对高校教育教学提出了新的挑战和要求。对理工科各专业来说，大学物理实验教学对培养学生的实践能力、分析和研究问题的能力起到十分重要的作用，因此在高校创新型人才的培养中，大学物理实验教学的改革首当其冲。

长期以来，由于受应试教育和传统文化等方面的影响，与国外学生相比我国的学生学习非常刻苦、理论知识相当扎实，但在动手能力和创新意识上显得不足。

而另一方面，目前大学物理实验教学中也存在许多不利于学生创新能力培养的因素，突出表现在实验内容偏重于验证性，实验的理念、思想、方法和手段落后等。为改变这一格局，近年来，各高校和教学管理部门都十分重视对“综合性、设计性、研究性”实验的开设要求[1-3]。但究竟什么是综合性、设计性、研究性实验，如何开设这样的实验，仍然需要作深入的研究和教学实践。本文就如何开设研究型实验作一探讨，并给出一个研究型实验案例作详细的实验分析。

2 研究型实验及其开设要求

2.1 研究型实验的基本内涵

通常“研究型”物理实验是在综合性、设计性物理实验的基础上由学生自己选题、查阅文献、设计实验方案，在教师指导下完成实验。“研究型”实验通常是要求学生带着问题测取数据，摸索实验规律，然后带着问题查找资料、探寻，并试着对所观察到的现象进行理论分析，并做出合理的解释。这类实验的开设目的是全方位地锻炼学生实验研究的能力，充分调动学生的主动性和积极性，激发他们从事物理学研究的兴趣和热情，为以后从事科研工作打下良好的基础。

2.2 研究型实验的选题

研究型实验要精心选题、科学设计。实验内容要新颖、有趣味性，物理现象比较明显和具有可研究性。同时还要考虑实验室条件和学生的水平与能力，能让学生在比较熟悉的理论基础上作初步的分析与发展。既要与已知的现象、理论和方法有联系又要有一定的深度和广度。作为基础物理实验，研究型实验内容不能过于复杂，要求不宜过高，要能通过分析、讨论和查阅资料等方式让学生可以比较容易地设计和实施实验方案。

2.3 如何开展研究型实验的教学

与传统物理实验不同，研究型实验可以较充分地发挥学生的主观能动性去探索未知的领域。因此，开设此类实验项目的方式是利用实验室开放的形式，由学生自主选择和掌握实验时间。研究型实验项目可以有教师指定和学生自拟等形式，但无论那种形式，对实验指导教师都提出了更高的要求。指导教师要对学生所选的研究型实验项目在实施过程中可能出现的各种问题有充分的估计和认识，能够、启发和激励学生完成实验，并掌握能作进一步深入研究的空间。

研究型实验更注重实验结果的分析、讨论和总结。因此，学生完成研究型实验后要求写出的实验报告可以不同于普通实验的报告，可以写成研究总结报告形式或研究论文形式，甚至可以采用学术报告的形式口头报告研究结果。

3 利用迈克耳逊干涉仪进行研究型实验项目的设计

迈克耳逊干涉仪是一种典型的利用分振幅方法实现干涉的光学仪器，作为近代精密测量光学仪器之一，被广泛用于科学研究和检测技术等领域[4]。利用迈克耳逊干涉仪，能以极高的精度测量长度的微小变化及其与此相关的物理量。如果与CCD摄像、图象处理等现代监测技术结合，可以实时观测和分析各种干涉现象的变化，达到干涉检测和自动控制的目的[5,6]。因此，利用迈克耳逊干涉仪进行研究型实验设计具有变化多、内容丰富、研究性突出等特点。这里我们以“利用迈克耳逊干涉仪测量气体折射率” 为题，作为一个研究型实验的案例，简述其实验设计与实施过程。

3.1 设计原理与实验装置

实验时，可以向学生提供：迈克耳逊干涉仪、He-Ne激光器、带气压表的“气室”、CCD图象采集系统等实验器材，要求设计一个实验方案并测定空气等气体的折射率。这里简述实验基本原理：

在传统的迈克耳逊干涉仪的一个测量光路上放置一个可充气的“气室”，干涉图的观测采用CCD和计算机进行图象采集与处理。如图 1为利用迈克耳逊干涉仪测定气体折射率的实验光路图。

图 1 实验光路图

图中P为“气室”，它是由腔体、压力表和皮囊等组成。通过皮囊可以给气室中的气体增加压力，也可以通过皮囊的减压阀放气给气室减压，腔内气压可以通过压力表读出。图中接收屏W处放置一CCD摄像头，干涉图像可以通过计算机进行显示和处理。

当激光束通过图1中M1前面的气室时，干涉图样随气室里气体气压的变化而变化：当气压增加时，干涉圆环从中心涌出；反之，干涉圆环向中心陷入。通过研究气体压强变化与条纹移动的关系可以得到气体折射率。在恒定温度下，气体折射率n与气压成正比：

(1)

式中p为气体压强，k为比例系数。在真空下 ，则 。对于常压 条件下，则 ，当气室内压强改变 时，由于折射率的变化引起光程改变（ ），可以观测到条纹的移动个数N。各参数之间的关系为

(2)

式中L为气室的有效长度，由上述各式可以推得常压( )下空气折射率为

(3)

3.2 实验结果与分析

利用图1的光路经仔细调节可以获得等倾干涉图象，图2是经CCD和计算机系统采集到的干涉图象。当改变气室内的压强时可以看到干涉圆环从中心涌出或向中心陷入。实验中先向气室充气加压，然后缓慢放气并观测干涉圆环向中心陷入的条纹数。

实验中用He-Ne激光作为光源（ =632.8 nm），所用气室的有效长度L=75 mm，如果常压 取标准大气压强760 mmHg，则(3)式可以写成：

(4)

表1给出了气室内压强增加值 与条纹移动数N和计算得到的折射率 之间的关系。

图2 CCD和计算机系统采集到的干涉图象

表1：气室内压强增加值 、条纹移动数N和计算得到的折射率 值

/mmHg 230 210 190 170 150 130 110

N/个 20.8 19.0 16.6 15.0 13.5 11.8 9.8

1.0002903 1.002904 1.0002805 1.0002832 1.0002889 1.00024 1.0002860

对测量数据求平均值并计算不确定度，得到

数据处理的方法还可以用作图软件，作出 ～N的关系曲线，通过求斜率计算得到折射率 。空气折射率的标准值是1.0002926（对 nm）[7]，测量误主要来自条纹移动非整数部分的估读和气压表读数误。另外，对气室的有效长度L和实验室的常压 的测量也对实验结果引入误。

3.3 实验内容和难度的拓展

作为研究型实验，迈克耳逊干涉仪可以提供丰富的设计思想。例如，采用上述方法将气室与一充满不同气体的气囊（如氧气袋）相连，可以用于测量各种气体的折射率；如果对CCD采集图象进行计算机处理和编程可以实现条纹移动的自动记数；利用这一实验系统可以仔细观测、分析定域和非定域干涉现象[8]；如果采用面光源或扩束的平行光作为光源，在图1光路中气室P换成一个平板玻璃（或有机玻璃片、透明塑料片等），则可以检测玻璃表面平整度或介质内部的不均匀性；如果对有机玻璃片或透明塑料片等施加一定的应力，用上述方法可以分析透明介质的应力分布。等等这些内容经过精心设计均可作为研究型实验开设。值得一提的是根据综合性、设计性实验的不同要求，将上述研究型实验进行适当的教学设计，完全可以开设成综合性或设计性实验。

4 结束语

研究型物理实验是一种不同于传统物理实验教学的模式，它具有很强的灵活多样性，主要以激发学生的求知欲、拓宽其知识面、培养其创新思维能力为目的。我们通过“利用迈克耳逊干涉仪测量气体折射率”作为一个研究型实验的案例，较详细地进行了研究型实验设计和实验测试与分析，结果表明可以作为一个很好的研究型实验项目提供给学生作为实验教学用。

参考文献：

[1] 周进，于瑶，王思慧，潘元胜．学生主导性物理实验的探索〔J〕．物理实验，2005，25(1)：28

[2] 张瑞，林幸笋，何友军等．一个研究型物理实验项目——周期物成像规律实验〔J〕．物理实验，2001，21(4)：28

[3] 金恩培，钱守仁，赵海发，张立彬．如何开好设计性实验〔J〕．物理实验，2000，20(7)：24

[4] 程守洙，江之永．普通物理学〔M〕．：高等教育出版社，1998: 198

[5] 胡再国，黄建群，李娟．提高CCD实验效果[J]．物理实验，2002, 22(8)：43

[6] 许伯强，王纪俊．用现代技术设备改善迈克尔孙干涉仪的性能〔J〕．物理实验，1999，19(4)：10

[7] 杨述武.普通物理实验(光学部分)[M].: 高等教育出版社，2000: 269

[8] 沈元华,陆申龙.基础物理实验[M]. : 高等教育出版社，2003: 245

致 谢

本文能够得以完成，非常感谢我的指导老师戴建明老师，他的渊博知识以及在治学过程中表现出来的严谨态度使我深受鼓舞，给予我极大的指导和帮助，在此向戴建明表示衷心的感谢！

迈克尔逊干涉仪实验思考题:

可以看到干涉条纹，因为反射镜M1·M2不垂直，所以两束光相交成一定夹角，当两束光只要在屏上重叠，光程相同，就可以看见干涉条纹。

Ps:其实可以将其看成是杨氏干涉。

应该是u要垂直地，反射镜的作用就是消除光程，要是不垂直就不能消除光程了吧

1. 激光点光源的相干长度很长，可达数百m，甚至更大，普通单色光（例如钠光源）的单色性远不及激光，相干长度很小。因此当M1和M2的距离稍大时，采用钠光源将看不到干涉现象（光源发出的同一束光经分光板分解的两列波实际上不能相遇，当然就不会发生干涉）。而激光光源可以在很大的M1,M2间距范围内获得清晰的干涉条纹。

2. 每当M1移动半个波长，干涉条纹看起来就会冒出或缩进一圈，这是一种视错觉现象（视觉暂留），实际上每移动半个波长，中心斑点将由明到暗再由暗到明变化一个周期（定原先是亮纹），其它条纹也类似明暗交替一个周期，从而形成上述视错觉。至于每移动半个波长，中心斑点将由明到暗再由暗到明变化一个周期的原因，通过光程就可以解释了。例如对于中心斑点，光程=2d（d为M1,M2间距），每当d改变半个波长，光程就改变一个波长，原先是亮斑，之后还是亮斑。中间经过d改变四分之一波长的时候，光程改变半个波长，原先的亮斑就会变成暗斑。

不能；垂直；等倾干涉

迈克尔逊干涉仪干涉现象原理

迈克尔逊干涉仪是一种利用光的干涉现象测量长度的仪器。它基于干涉原理，即在光线发生干涉时，会出现明暗交替的干涉条纹，通过测量干涉条纹的位置和数量可以确定待测长度。

在迈克尔逊干涉仪中，光线从光源射出，经过一个半反射镜分成两束光，分别经过两个镜面反射后，再次回到半反射镜处，合成一束光后到达屏幕。如果两束光程为波长的整数倍，则会出现明纹，否则会出现暗纹。当移动其中一个镜子，改变其中一个光程时，干涉条纹的位置也会随之移动。

在迈克尔逊干涉仪中，通过移动其中一个镜子，改变其中一个光程，然后观察干涉条纹的变化，可以测量出待测长度的变化。这种干涉仪通常用于测量长度的微小变化，如精密测量光速、介质折射率、薄膜厚度等。

迈克尔孙干涉仪实验结果与分析是什么?

等间距选取8个频率点利用干涉法进行测量，记录实验数据和理论数据。绘制频率－理论波长和实验测试波长的变化曲线，绘制波长－谐振器读数的关系曲线，进行分析讨论。从数据表格可以看到，在误允许范围内，测量波长与理论波长一致，验证了这种测试方法的可行性。

频率－波长变化曲线，理论波长与频率成反比，符合公式c= /f ，而测量波长大体趋势也是与频率成反比，但可见存在误。主要原因为：

（1）对极小值位置判定的不，对实验结果会产生误。因此每次测量波长时，应尽量使幅度大些，以便准确定位极小值的位置。

（2）在读取L长度时，不易的读数。

（3）摇动读数机构手柄时，会使其上的全反射板抖动，影响信号的接收。

迈克尔逊干涉仪

是1881年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。主要用于长度和折射率的测量，若观察到干涉条纹移动一条，便是M2的动臂移动量为λ/2，等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。