《用牛顿环测量透镜的曲率半径.ppt

迈克尔逊干涉实验 实验目的 １．了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉花样的形成原理。 ２．学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法。 ３．观察点光源产生的非定域干涉条纹，并测量激光的波长。 实验仪器 迈克尔逊干涉仪 He-Ne激光器 毛玻璃屏 扩束镜 小孔光阑 迈克尔逊简介 迈克尔逊（Albert Abraban Michelson，1852－1931） 美国物理学家。 曾从事光速的精密测量 工作。 迈克尔逊首倡用光波波 长作为长度基准。 1881年，他发明了一种 用以测定微小长度、折射率和光波波长的干涉 仪（迈克尔逊干涉仪）。 他与美国物理学家E.W. 莫雷合作，进行了著名的迈克尔逊－莫雷实验， 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。 由于创制了精密的光学 仪器和利用这些仪器所完成的光谱学和基本度量 学研究，迈克尔逊于1907年获诺贝尔物理学奖金。 迈克尔逊干涉仪全图 迈克尔逊干涉仪 在近代物理学和近代计量科学中，迈克尔逊干涉仪具有重大的影响，得到了广泛应用，它不仅可以观察光的等厚、等倾干涉现象，精密地测定光波波长、微小长度、光源的相干长度等，还可以测量气体、液体的折射率等。 迈克尔逊干涉仪是历史上最著名的经典干涉仪，其基本原理已经被推广到许多方面，研制成各种形式的精密仪器，广泛地应用于生产和科学研究领域。 １．迈克尔逊干涉仪的主体结构 WSM--100型迈克尔逊干涉仪的主体结构如图5—12—1所示，由下面六个部分组成 （１）底座 底座由生铁铸成，较重，确保证了仪器的稳定性。由三个调平螺丝9支撑，调平后可以拧紧锁紧圈10以保持座架稳定。 （２）导轨 导轨7由两根平行的长约280毫米的框架和精密丝杆6组成，被固定在底座上，精密丝杆穿过框架正中，丝杆螺距为1毫米，如图5—12—1所示。 （３）拖板部分 拖板是一块平板，反面做成与导轨吻合的凹槽，装在导轨上，下方是精密螺母，丝杆穿过螺母，当丝杆旋转时，拖板能前后移动，带动固定在其上的移动镜11（即M1）在导轨面上滑动，实现粗动。M1是一块很精密的平面镜，表面镀有金属膜，具有较高的反射率，垂直地固定在拖板上，它的法线严格地与丝杆平行。倾角可分别用镜背后面的三颗滚花螺丝13来调节，各螺丝的调节范围是有限度的，如果螺丝向后顶得过松在移动时，可能因震动而使镜面有倾角变化，如果螺丝向前顶得太紧，致使条纹不规则，严重时，有可能将螺丝丝口打滑或平面镜破损。 （４）定镜部分 定镜M2与M1是相同的一块平面镜， 固定在导轨框架右侧的支架上。 通过调节其上的水平拉簧螺钉15使 M2在水平方向转过一微小的角度， 能够使干涉条纹在水平方向微动； 通过调节其上的垂直拉簧螺钉16使 M2在垂直方向转过一微小的角度， 能够使干涉条纹上下微动；与三颗 滚花螺丝13相比，15、16改变M2的 镜面方位小得多。定镜部分还包括 分光板P1和补偿板P2，前面原理部分已介绍。 （５）读数系统和传动部分 １）移动镜11（即M1）的移动距离毫米数可在机体侧面的毫米刻尺5上直接读得。 ２）粗调手轮2旋转一周，拖板移动1毫米,即M2移动1毫米，同时，读数窗口3内的鼓轮也转动一周，鼓轮的一圈被等分为100格，每格为10-2毫米，读数由窗口上的基准线指示。 ３）微调手轮1每转过一周，拖板移动0.01毫米，可从读数窗口3中可看到读数鼓轮移动一格，而微调鼓轮的周线被等分为100格，则每格表示为10-4毫米。所以，最后读数应为上述三者之和。 （６）附件 支架杆17是用来放置像屏18用的，由加紧螺丝12固定。 ２．迈克尔逊干涉仪的调整 （１）按图5—12－3所示安装激光器和迈克尔逊干 涉仪。打开 激光器的电源开关，光强度旋扭调至中 间，使激光束水平地射向干涉仪的分光板P1 。 （２）调整激光光束对分光板P1的水平方向入射角 为45度。 如果激光束对分光板P1在水平方向的入射角为45度， 那么正好以45度的反射角向动镜M1垂直入射，原路 返回，这个像斑重新进入激光器的发射孔。调整时， 先用一张纸片将定镜M2遮住，以免M2反射回来的像 干扰视线，然后调整激光器或干涉仪的位置，使激 光器发出的光束经P1折射和M1反射后，原路返回到 激光出射口，这已表明激光束对分光板P1的水平方 向入射角为45度。 （３）调整定臂光路 将纸片从M2上拿下，遮住M1的镜