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实验报告23 迈克尔逊干涉实验 一 实验目的 1、了解迈克尔逊干涉仪的结构； 2、掌握迈克尔逊干涉仪的结构； 3、观察光的等倾干涉现象并掌握波长的方法； 4、掌握逐差法处理数据。 二 实验仪器 H-N 激光器、扩束透镜、迈克尔逊干涉仪 e e 三 实验原理 迈克尔逊干涉仪的光学系统如图。它由分光板G、补偿板H、定反射镜M 和 1 动反射镜M 组成。M 和 M 互相垂直，分光板和补偿板是一对材料和外型完全相 2 1 2 同的平板光学玻璃，它们相互平行并分别和M 、M 成大致 45 度夹角，分光板的 1、 2 次数不同引起的光程差。来自点光源（或扩展光源）的光，入射到分光板上，分为 强度相同的光线“1”和光线“2”的相干光，并分别由M 和M 反射后投射到光屏 1 2 上（对于扩展光源用眼睛正对着观察）产生干涉现象。由于M 和M 垂直，可以等 1 2 价地看成M 的虚象和M 形成一个厚度d 为的空气隙，d 的大小随M 的位置改变 2 1 2 而改变，所以两光线的光程差可由下式确定： 2dCosi （1） 式中i ˊ为光线“1”对M 的入射角。当d一定时，Δ由i ˊ确定，i ˊ相同的方向上 2 光程差相等，形成了等倾干涉条纹。且满足： 2dCosi k  k=0、1、2、3„„ （2） 呈亮条纹：  2dCois(2k1) k=0、1、2、3„„ （3） 2 呈暗条纹。条纹呈明暗相间的同心环，这和牛顿环干涉条纹相似，但不同的是本同 心环外侧干涉级别低，越靠圆心干涉级别越高。圆心干涉级别最高。现分析一下（2） 式。对于第级亮条纹，有： 2dCosi k  （4） k ‘ 当d增大时，为了保证（4）式仍成立i 必须也增大，即k级亮条纹往外扩大，反 k ‘ 之，减小时，i 也必须减小，k级亮条纹往内缩小。特别地考虑i ˊ=0 （即圆心）处。 k 满足： 2d k （5） 时为亮条纹。那么，d增大时，中心亮条纹的级别K增大，中心往外冒出亮条纹，d  减小时，中心亮条纹级别减小，亮条纹往中心收进。每当d改变 时，中心处就 2  n 出或收进一个干涉条纹。当d改变 时，中心处就冒出或收进n个干涉条纹。根 2