邁克爾遜干涉儀實驗Michelsoninterferometerexperiment報告人：羅XX指導教員：單位：摘要：了解邁克爾遜干涉儀的結構和工作原理，掌握其調整方法；用邁克爾遜干涉儀觀察等傾干涉及白光干涉現象并測量玻璃折射率。關鍵字：等傾干涉、波長、折射率。Abstract:UnderstandthestructureandworkingprincipleofMichelsoninterferometer,tomasteritsadjustmentmethod;useMichelsoninterferometerobservationisoclinicdryinvolvingwhitelightinterferencephenomenon，MeasuringGlassrefractiveindex.Keywords:Isoclinicinterference、hewavelength、Therefractiveindex。實驗儀器邁克爾遜干涉儀的構造邁克爾遜干涉儀的構造如圖1。其主要由精密的機械傳動系統和四片精細磨制的光學鏡片組成。和是兩塊幾何形狀、物理性能相同的平行平面玻璃。其中的第二面鍍有半透明鉻膜，稱其為分光板，它可使入射光分成振幅（即光強）近似相等的一束透射光和一束反射光。起補償光程作用，稱其為補償板。和是兩塊表面鍍鉻加氧化硅保護膜的反射鏡。是固定在儀器上的，稱其為固定反射鏡，裝在可由導軌前后移動的拖板上，稱其為移動反射鏡。邁克爾遜干涉儀裝置的特點是光源、反射鏡、接收器（觀察者）各處一方，分得很開，可以根據需要在光路中很方便的插入其它器件。和鏡架背后各有三個調節螺絲，可用來調節的傾斜方位。這三個調節螺絲在調整干涉儀前均應先均勻地擰幾圈（因每次實驗后為保證其不受應力影響而損壞反射鏡都將調節螺絲擰松了），但不能過緊，以免減小調整范圍。同時也可通過調節水平拉簧螺絲與垂直拉簧螺絲使干涉圖像作上下和左右移動。而儀器水平還可通過調整底座上三個水平調節螺絲來達到。圖11——主尺 2——反射鏡調節螺絲 3——移動反射鏡4——分光板 5——補償板 6——固定反射鏡7——讀數窗 8——水平拉簧螺釘 9——粗調手輪10——屏 11——底座水平調節螺絲確定移動反射鏡的位置有三個讀數裝置：主尺——在導軌的側面，最小刻度為毫米，如圖：讀數窗——可讀到0.01mm，如圖：帶刻度盤的微調手輪，可讀到0.0001mm，估讀到10mm二、實驗原理從擴展光源S射來的光在G1處分成兩部分，反射光⑴經G1反射后向著M2前進，透射光⑵透過G1向著M1前進，這兩束光分別在M2、M1上反射后逆著各自的入射方向返回，最后都達到E處。因為這兩束光是相干光，因而在E處的觀察者就能夠看到干涉條紋。由M1反射回來的光波在分光板G1的第二面上反射時，如同平面鏡反射一樣，使M1在M2附近形成M1的虛像M因而光在邁克爾遜干涉儀中自M2和M1的反射相當于自M2和M1′的反射。由此可見，在邁克爾遜干涉儀中所產生的干涉與空氣薄膜所產生的干涉是等效的。當M2和M1′平行時(此時M1和M2嚴格互相垂直)，將觀察到環形的等傾干涉條紋。一般情況下，M1和M2形成一空氣劈尖，因此將觀察到近似平行的干涉條紋(等厚干涉條紋)。實驗步驟1、接通電源，打開氦氖激光器預熱幾分鐘后，使激光束經過分光板中心、補償板中心透射到反射鏡中心上。然后調節后面三個螺絲，使光點反射像返回到光闌上并與小孔重合。再調從后表面反射到的光束，調節后面三個螺絲，使其反射光到達后表面時恰好與的反射光相遇(兩光點完全重合)，同時兩反射光在光闌的小孔處也完全重合。這樣和就基本上垂直即和互相平行了。豎起毛玻璃屏，在屏上就可看到非定域的圓條紋。2. 轉動手輪使在導軌上移動，觀察條紋變化情況，直到條紋有均勻的“冒”出或“縮”進現象，記錄的初始位置，3. 移動以改變，記下“冒”出或“縮”進的條紋數，利用(2)式即可算出。每累進50條讀取一次數據，連續取10個數據，應用逐差法加以處理，寫出結果表達式。4. 關閉氦氖激光器電源，整理儀器。四、實驗數據與結果“冒進”或“縮進”的條紋數ΔM2的位置讀數d（cmM2移動的距離?d（cmλ=20.00658850d0=?d0=d550d1=?d1=d650d2=?d2=d750d3=?d3=d850d4=?d4=d950d5=Vd=0.0823550d6=50d7=50d8=50d9=氦氖激光器波長：λ=6578五、玻璃折射率當光通過折射率為n、厚度為l的均勻透明介質時，其光程比通過同厚度的空氣要大2l（n-1）。

此時，若將2M鏡向A板方向移動一段距離2l（n-1），則1、2兩光束在相遇時的光程差又恢復至原樣，這樣，干涉的中央條紋將重新出現在視場中央。這時

d=l（n-1）所以

n=d/l+1，測出2M鏡前移的距離d，如已知薄玻璃片的折射率n，則可求其厚度l；反之，如已知玻璃片的厚度l，則可求出其折射率n。1、測定玻璃板的厚度測量次數12345平均值玻璃板厚度（mm）讀數1.0561.0551.0541.0531.0571.055校正值-0.045測量值1.1011.1001.0991.0981.1021.1002、測定等厚干涉時鏡的位置的讀數和測量次數12345無玻璃時（mm）42.7995442.8005642.8021542.8091142.81130有玻璃時（mm）42.