迈克尔逊干涉仪在实验中常见问题及其解决方案1.pdf

第 ! 卷第 # 期 淮 北 煤 师 院 学 报 $%’ ! (%’ # !))! 年 *! 月 +%,-./ %0 1,/2342 5%/ 6.7,89-: ;4/=4-8 5%44 ?4’ !))! 迈克尔逊干涉仪在实验中常见问题及其解决方案 谢 宇@ 从守民@ 杨一军 A 淮北煤炭师范学院物理系@ 安徽 淮北 !B))) C 摘 要D 高等院校光学实验中@ 迈克尔逊干涉仪是一种常用仪器 ’ 随着使用年限的增长@ 迈克尔逊 干涉仪会有一些难以解决的系统偏差 ’ 本文针对一些常见问题@ 指出其产生的原因及相应的解决方 案 ’ 关键词D 迈克尔逊干涉仪E 系统偏差E 解决方案 中图分类号D ;1 F##’ 文献标识码D 5 文章编号D *))) G !!!F A!))! C)# G ))FB G ) * 前言 迈克尔逊干涉仪是高等院校物理实验中观察和研究光的干涉现象@ 测定光的波长等实验的 常用精密仪器 ’ 在科学研究中也有着广泛的应用 ’ 它可用于精密测定样品长度、媒质折射率 以及研究谱线的精细结构 ’ 在光学仪器制造中常用来对平板、棱镜、反射镜、透镜等各种光学 元件作质量检验 ’ 出厂时迈克尔逊干涉仪已经经过了精确的校准@ 随着时间的推移@ 仪器本身 会出现一些系统偏差@ 影响实验、科研和教学效果@ 甚至造成仪器的报废 ’ 通常对于仪器的系 统偏差问题是没有办法解决的@ 因为没有专门的检修仪器和专用工具 ’ 本文是作者在科研和 教学工作中遇到的问题以及摸索出的比较有效的解决方法 ’ 现以 HIJ G *)) 型迈克尔逊干 涉仪为例 ’ ! 原理 首先@ 了解一下迈克尔逊干涉仪的工作原理D 如图 所示 从扩展光源发出的光 到达分光板 后被分为两部分 由半反半透膜反射 * @ @ !* ’ 的光线 朝着 前进 从半反半透膜透射的透射光 朝着 前进 这两部分光分别在平 A*C * E A!C ! ’ 面反射镜 和平面反射镜 上反射后逆着各自的入射方向射回 最后都到达 处 这两列 * ! @ # ’ 光波来自于光源上的同一点@ 因而是相干光@ 在 # 处的观察者就能看到如图 ! 所示的规则的 图 * 迈克尔干涉仪原理示意图 图 ! 规则的干涉图样 收稿日期D !))! G )# G *B 作者简介D 谢 宇 A *KFF G C @ 男@ 安徽芜湖人@ 学士@ 助教’ ! 淮 北 煤 师 院 学 报 #$$# 年 干涉图样 通过微动手轮移动 时 由于光程差的改变造成在干涉图样中圆环一个个地从 % ! ’ 中间“涌出”或“陷入” 通过测量 移动的距离以及记录干涉圆环的变化个数可以测得入射 % ! 光的波长 % ( 故障及解决方案 问题 1 转