迈克尔逊干涉仪的调整与使用（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）实验40迈克尔逊干涉仪的调整与使用教学目标•了解迈克尔逊干涉仪的设计原理；•了解仪器的构造，掌握调节方法；•学会利用等倾干涉条纹测量He-Ne激光的波长；•重点：学会迈克尔逊干涉仪的调整方法；等倾干涉条纹的特性观察和应用干涉现象测量波长的方法。•难点：等倾干涉的形成条件认识和测量。重点与难点实验内容•迈克尔逊干涉仪调整；•观察等倾干涉条纹并测量He-Ne激光的波长λ；•实验数据处理计算。教学方法•讨论、启发、指导方式教学。教学过程设计一．讨论1.何谓等倾干涉？图1是迈克尔逊干涉仪的光路原理图。调整迈克尔逊干涉仪，使之产生的干涉现象可以等效为M1和M2′之间的空气薄膜产生的薄膜干涉。当镜M1⊥M2，即M1∥M2′（图2）时，由扩展光源S射出的任一束光，经薄膜上下表面反射形成的相干光束①和光束②的光程差为（空气薄膜折射率n=1）①可见，薄膜厚度d一定时，光程差δ由入射角i决定。显然干涉条纹是等i（等倾角）的轨迹，即由干涉产生的条纹与一定的倾角对应，这种干涉称为等倾干涉。M2′diABCD①②M1rFF′PLn=1P′i′S图2等倾干涉图1迈克尔逊干涉仪SP1M2'M2M1dP2E①②①②2、如何利用等倾干涉现象测量光波长？等倾干涉条纹的亮暗应满足下面条件：亮条纹（k=0、1、2…）暗条纹可见，空气薄层厚度d一定时，入射角i越小，即越靠近中心，圆环条纹的级数k越高(这与牛顿环正好相反)，在中心处，i=0，级次最高。若这时，中心处刚好是亮斑，则有由此式可得可见，移动M1镜改变空气薄膜的厚度d，中心亮斑的级次kc也会改变。而且当中心亮斑变化一个级次（Δkc=±1），即每冒出或吞没一个亮条纹，就意味着空气薄层厚度改变了（λ/2），也就是M1镜移动了（λ/2）的距离。显然，当中心亮斑变化了N个级次（Δkc=±N），即冒出或吞没了N个亮条纹，则有所以，我们只要测出M1镜移动的距离Δd（可从仪器读出），并数出冒出或吞没干涉条纹的个数N，就可以通过上式计算出光源的波长λ。二．预习检查提问问题请问迈克尔逊光路图中，P1和P2个起什么作用？为什么光束①和②相遇时会产生干涉？M1、M2镜背后的三个螺钉作用是什么？实验如何测量M1镜移动的距离？该仪器能读准到几位有效数字？在P.56图5-40-3中，光束①和光束②之间的光程差与什么因数有关？（5-40-1）式中的n是什么？等于多少？什么叫“等倾干涉”？干涉产生的明暗条纹应满足什么条件？实验是根据什么物理现象和什么测量公式测量激光波长的？你有没有分析过，等倾干涉的同心圆环条纹与牛顿环的同心圆环条纹有什么异同？三．课后思考题迈克尔逊干涉仪中的P1和P2各起什么作用？用钠光或激光做光源时，没有补偿板P2能否产生干涉条纹？用白光做光源呢？提示：从Na光、He—Ne激光和白光的单色性好坏来分析，当光程差较大时，它们产生的干涉条纹会不会重叠？在迈克尔逊干涉仪的一臂中，垂直插入折射率为1.45的透明薄膜，此时视场中观察到15个条纹移动，若所用照明光波长为500nm，求该薄膜的厚度。提示：垂直插入折射率n=1.45的透明薄膜后，光程差改变了多少？这个改变与移动的条纹以及波长有何关系？在“等倾干涉”中，当薄膜厚度h增加时，应该看到条纹由中心“冒出”还是向中心“湮没”？条纹的宽窄以及环的密集程度如何变化？提示：①阅读并领会实验指导书P.57（4）这一段；②由（5-40-1）式和明暗条纹干涉条件，求出相邻两级条纹角间距表达式来分析。注意如果您使用与本矩阵配套的主控或分控键盘时,可不必参阅本说明书,而直接参阅矩阵系统说明书或键盘说明书。目录一.性能和特点……………………………………………………………………………………………2二.后面板介绍……………………………………………………………………………………………3三、RS-232和RS-485接口信号表…………………………………………………………………………4四、矩阵控制协议……………………………………………………………………………………………4五、字符设置程序安装和使用方法5.1安装方法…………………………………………………………………………………………45.2使用方法…………………………………………………………………………………………4六.设备连接七.矩阵支持的矩阵和解码器协议…………………………………………………………………………10八