白光等厚干涉位置的确定
本文由569829639贡献
白光的等厚干涉位置的确定实验方案 一．实验题目
白光等厚干涉位置的确定
二．实验目的
1）了解迈克尔逊干涉仪的光学结构及干涉原理， 2）学习其调节和使用方法； 3）习一种测定光波波长的方法，加深对等厚干涉的理解。
三．实验仪器
迈克尔逊干涉仪、白炽灯，透镜
四．实验原理
1.干涉仪的光学结构 1.干涉仪的光学结构
迈克尔逊干涉仪的光路和结构如图 3-16-1 与 3-16-2 所示。M1、M2 是一对精 密磨光的平面反射镜，M1 的位置是固定的，M2 可沿导轨 前后移动。G1、G2 是厚度和折射率都完全相同的一对平 行玻璃板，与 M1、M2 均成 45°角。G1 的一个表面镀有 半反射、半透射膜 A，使射到其上的光线分为光强度差不 多相等的反射光和透射光；G1 称为分光板。当光照到 G1 上时，在半透膜上分成相互垂直的两束光，透射光（1） 射到 M1，经 M1 反射后，透过 G2，在 G1 的半透膜上反射 后射向 E；反射光（2）射到 M2，经 M2 反射后，透过 G1 射向 E。由于光线（2）前后共通过 G1 三次，而光线（1） 只通过 G1 一次， 有了 G2， 它们在玻璃中的光程便相等了， 于是计算这两束光的光程差时， 只需计算两束光在空气中 的光程差就可以了，所以 G2 称为补偿板。当观察者从 E 处向 G1 看去时，除直接 看到 M2 外还看到 M1 的像 M1ˊ。于是（1）（2）两束光如同从 M2 与 M1ˊ反射 、 来的，因此迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉和 M1′～M2 间“形成”的空气薄膜 的干涉等效。
2.等光程位置的确定 2.等光程位置的确定
图 3-16-1 迈克尔逊干涉仪光路图
当 M2 与 M1ˊ不完全平行时，M2 和 M1ˊ之间形成楔形空气膜，一般情况下
屏上将呈现弧形等厚干涉条纹。若改变活动镜位置，使 M2 和 M1ˊ的间距 d=0， 此时由 M2 和 M1ˊ反射到屏上的两束相干光光程差为零，屏上呈现直线形明暗 条纹。这时活动镜的位置称为等光程位置。 用白光照射，由于白光是复色光，而明暗纹位置又与波长有关。因此，只 有在 d=0 的对应位置上，各种波长的光到达屏上时，光程差均为 0，形成零级暗 纹。在零级暗纹附近有几条彩色直条纹。稍远处，由于不同波长、不同级次的明 暗纹相互重叠，便看不清干涉条纹了。
五．操作步骤
（1）沿逆时针方向转动粗调手轮，将活动镜移至导轨 30mm 处。 （2）再沿逆时针方向转动微调手轮，使 d 减小，此时条纹变粗、变疏，直到 只有 3～4 个条纹。 （3）然后调节倾度微调螺丝，使 M1′与 M2 有一微小交角。 （4）再沿逆时针方向缓慢转动微调手轮，使屏上条纹最直时。 （5）改用白炽灯照射干涉仪，取下观察屏，直接用眼向活动
镜方向观察，并 继续缓慢转动微调手轮。 （6）当看到彩色直条纹后，记下此时活动镜位置，即为等光程位置。 （7）移动活动镜时，一定要非常缓慢，因白光干涉条纹只有数条，移动太快 就会一晃而过。
六．数据表格
d 的位置 组数
d
第一组 第二组 第三组 第四组 第五组
第六组 第七组 第八组 第九组 第十组 平均值