实验及应用背景介绍实验目的和教学要求实验原理实验仪器实验内容注意事项问题讨论与思考辅助实验与选做实验迈克尔逊干涉仪的调整和波长测量一、实验及应用背景介绍 1881年，美国物理学家迈克尔逊和莫雷为研究“以太”漂移制成精密干涉仪——迈克尔逊干涉仪 最先用干涉仪以光的波长测定了国际
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米尺的长度 精密地测定光波波长、微小长度、光源的相干长度等 测量气体、液体的折射率 发展和改进为其它许多形式的干涉仪器历史上，迈克尔逊－莫雷实验结果否定了“以太”的存在，为爱因斯坦建立狭义相对论奠定了基础。二、实验目的和教学要求 熟悉迈克尔逊干涉仪的结构，掌握其调整方法； 通过实验观察，认识点光源非定域干涉条纹的形成与特点； 用干涉条纹变化的特点，测定光源波长。三、实验原理1．相干条件：2．迈克尔逊干涉原理S、M1、M2和E分布在四个不同方向，有充分的空间可以安插其它器件进行调整处理，测量上有很大的灵活性。频率相同，振动方向相同，相位差恒定半反半透膜三、实验原理3．点光源干涉相对Ｇ：SS'，M1M'1相对M2：S'S'2相对M'1：S'S'1即虚光源S'1、S'2在空间处处相干，故称非定域干涉。三、实验原理4．单色点光源的非定域干涉条纹屏垂直于S1和S2连线：圆形干涉条纹屏平行于S1和S2连线：双曲线形干涉条纹思考：当屏处于其它方位时，条纹为何形状？什么条件下能得到直条纹？三、实验原理5．点光源等倾干涉条纹当屏垂直于S1和S2连线时，得等倾干涉2dcosj=klk=0,1,2,…主要特点：（1）d、l一定，j角相同的条纹属同级k，故形成同心圆环（2）d、l一定，j＝0处的条纹级数k0最高k0＝2d/l（3）k、l一定，d减小时j角减小，即干涉圆环内缩；同理d增大时干涉圆环外扩（4）d=０时，干涉场内无干涉条纹四、实验仪器五、实验内容（1）粗调：①将M1、M2方位螺钉和拉簧调至半松半紧状态（4）精调：换面光源，调节微调拉簧至中心条纹大小不随眼睛移动而改变1．迈克尔逊干涉仪的调整五、实验内容2．点光源干涉测激光波长利用逐差法处理数据思考：DN应如何选取？六、注意事项1．读数机构主尺1mm，粗动轮0.01mm，微动轮0.0001mm仪器误差0.00005mm2．零点误差：粗动轮与微动轮零点不匹配读数轮特点：“微”带“粗”动，“粗”动“微”不动消除方法：先调“微”指零，再将“粗”对齐刻线3．空程误差：螺纹间隙误差消除方法：始终沿一个方向旋转读数轮4．等光程位置判断：视场中心无干涉条纹；该位置前后条纹吞吐状态改变可同时消除零点误差和空程误差：（1）顺时针右旋微动轮指零（2）右旋粗动轮至看到吞吐现象，并对准任一条刻线（3）右旋微动轮20圈以上七、问题讨论与思考1．课堂讨论（1）如何获得点光源和面光源？激光束由于发散角很小，可近似看作平行光，经扩束镜扩束后即可视为由焦点处发出的球面波——点光源。将上述球面波投射到毛玻璃上，由于毛玻璃的散射作用，其上每一点均可视作一点光源，合成结果形成面光源。七、问题讨论与思考1．课堂讨论图示现象是条纹间距过密的
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现，由公式2dcosj=kl可知，系光程差过大所致。应旋转读数轮使M2向M'1靠拢，此间条纹应不断内缩。七、问题讨论与思考1．课堂讨论（3）在换成面光源后，通常中心条纹大小会随眼睛移动而改变。这是什么原因造成的？应怎样进行调整？应仔细调节M1的拉簧至条纹不再变动，则M2//M'1。七、问题讨论与思考2．实验后思
考题
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书后1、2、3八、辅助实验与选做实验辅助实验：牛顿环干涉测曲率半径看书自学选做实验：劈尖干涉测细丝直径自行设计实验
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历史上，迈克尔逊－莫雷实验结果否定了“以太”的存在，为爱因斯坦建立狭义相对论奠定了基础。可同时消除零点误差和空程误差：（1）顺时针右旋微动轮指零（2）右旋粗动轮至看到吞吐现象，并对准任一条刻线（3）右旋微动轮20圈以上
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