14-4 迈克耳孙干涉仪 等倾干涉

14 – 4 迈克耳孙干涉仪 等倾干涉 一 迈克耳孙干涉仪 反射镜 M1

物理学教程 (第二版)

M1 M2反 射 镜

M1 移动导轨单 色 光 源 分光板 G1 补偿板 G 2

M2

G1//G 2 ,且与 M1 , M2 成 45 0 角第十四章 波动光学

14 – 4 迈克耳孙干涉仪 等倾干涉 迈克耳孙干涉仪实物

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第十四章 波动光学

14 – 4 迈克耳孙干涉仪 等倾干涉 迈克耳孙干涉仪实物

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第十四章 波动光学

14 – 4 迈克耳孙干涉仪 等倾干涉

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M 2 的像 M'2 反射镜 M 1

dM1 M2反 射 镜

单 色 光 源

G1

G2光程差

M2

Δ 2d

第十四章 波动光学

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M'2反射镜 M1

当 M1不垂直于M 2 时，可形成劈尖 型等厚干涉条纹.

单 色 光 源

反 射 镜

G1

G2

M2

第十四章 波动光学

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迈克尔孙干涉仪的主要特性

两相干光束在空间完全分开，并可用移动反射镜或 在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差.

M'2 M1

d

移动反射镜 M1

d

d kM1移 动 距 离

2

G1

G2

M2

干涉 条纹 移动 数目

第十四章 波动光学

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M'2 M1

光程差

d

Δ 2d

插入介质片后光程差

n M 2 Δ' 2d 2(n 1)t光程差变化

G1

G2

t

Δ' Δ 2(n 1)t介质片厚度

2(n 1)t k 干涉条纹移动数目第十四章 波动光学

k t n 1 2

14 – 4 迈克耳孙干涉仪 等倾干涉 例 在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插入玻璃管, 长为 l 10 .0cm ,其中一个抽成真空， 另一个则储有 压强为 1.013 105 Pa 的空气 , 用以测量空气的折射率 . 设所用光波波长为546nm,实验时，向真空玻璃管中逐 5 渐充入空气 ，直至压强达到 1.013 10 Pa 为止 . 在 此过程中 ，观察到107.2 条干涉条纹的移动，试求空气 的折射率 n . M1 解 Δ Δ2 107 2 . 真空 1

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2(n 1)l 107.2 107 .2 n 1 1.00029 2l第十四章 波动光学

空气G

l

M2

14 – 4 迈克耳孙干涉仪 等倾干涉 二 等倾干涉 n1

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P F

M'2 M1

d

L

M2G1G2

M1 M2

M1 M22

A

iDB

C

d

d C, r r (i)第十四章 波动光学

Δr 2d 1 sin i

等倾干涉条纹为相同倾角 入射光经 M1、M2 反射会聚后 所形成的点的轨迹.

14 – 4 迈克耳孙干涉仪 等倾干涉

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干涉条纹的移动当 M1 与 M 之间 2距离变大时 ，圆形干涉

条纹从中心一个个长出,并向外扩张, 干涉条纹 变密; 距离变小时，圆 形干

涉条纹一个个向中 心缩进, 干涉条纹变稀 .第十四章 波动光学