11麦克森干涉仪.PDF

11 麥克森干涉儀 【1】目的 ：(1) 利用麥克森干涉儀測量微小位移量的變化 。 (2) 利用麥克森干涉儀測量透明介質的折射率 。 【2 】儀器 ：麥克森干涉儀組 (包括 ：玻璃板×1 、小型光學台×2 、轉動平台×1 、光 束分離鏡 ×1 、測位移反射鏡×1 、微調控制反射鏡×1 、屏幕片×1 、氦氖 雷射光源、螺旋測微器) 。 【3 】原理 ： 由光學干涉原理知 ，同一個光源所發出的光波，若將其分成兩束或兩束 以上的光波後再疊加 ，其疊加後的光強度分佈將呈現明暗相間的條紋 ，此現 象稱為干涉 。 屏幕 1 2 光源 分光鏡 反射鏡 B.S. 1 M1 d 2 1 d 2 圖一 反射鏡 M2 對麥克森干涉儀而言 ，是利用分光鏡 (Beam Splitter)將光源分成兩束強度 相同的反射光及透射光後 ，分別藉由鏡面再重合形成干涉圖形 。如圖一 ，光 源以 45 度角入射 至一面分光鏡 (B.S.)後，透射光(光束 1)與反射光(光束 2)分別 由兩面反射鏡(M1 與 M2)反射回分光鏡 ，再疊加於屏幕產生干涉；而分光鏡 與 M1、M2 的距離 d 1 與 d2 決定了這兩光束 的路程差 ，進而決定了疊合後干涉 圖案的分佈 。 兩 光 束 的 路 程 差 ∆d = 2(d − d ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . ( 1 ) 12 2 1 兩束光的路程差為 λ時，相當於周期波的相位差為 2π ，所以 ∆d 兩 光 束 的 相 位 差 ∆φ12 = 2π 12 (2) λ 若兩束光波的路程差為 其波長的整數倍 ，（即兩束光波的光學相位差為 2π 的整數倍 ）稱建設性干涉 ，干涉條紋呈亮紋；若是兩束光波的路程差為其 波長的半整數倍 ，（即兩束光波的相位差為 π 的奇整數倍 ）稱破壞性干涉 ，干 涉條紋呈暗紋 。當兩光波的路程差改變了∆d12 = λN ，則干涉條紋會移動N 條。