5迈克耳逊干涉仪解说.pptVIP

* 迈克耳逊干涉仪 迈克耳逊（A.A.Michelson） （1852 -1931）,迈克尔逊1852年12月19日出生在普鲁士，2岁时随父母移民美国。1907年诺贝尔物理学奖授予芝加哥大学的迈克耳逊，以表彰他对光学精密仪器及用之于光谱学与计量学研究所作的贡献 美籍德国人 迈克耳逊干涉仪 光源 反射镜 反射镜 与 成 角 补偿板 分光板 移动导轨 扩束镜 色散 干涉条纹的特征 迈克耳逊干涉仪是严格的双光束干涉装置。干涉等效于空气中的空气薄膜干涉。 一、平行?等倾圆条纹 (1) 内疏外密，内高外低 (2) 等倾圆条纹的变化 h每减少?/2： 视场中心内陷一个条纹，视场内条纹向中心收缩，条纹变稀疏 h每增加?/2： 视场中心外冒一个条纹，视场内条纹向外扩张，条纹变稠密 M?1 2 2? 1 1? 半透半反膜 补偿板 反射镜 反射镜 光源 薄膜 S M2 M1 G1 G2 能够数的条纹数决定了测量精度。若可以数出1/20 个条纹的变化，则测量精度为?/40。 每移动半个波长，要外冒（或内陷）一个条纹，若移动N个，则移动距离D为： (3) M?’1、M2重合漆黑一片。1、2光束在G1背面内侧和背面外侧各反射一次，即存在半波损 二、等厚干涉条纹 在Ｍ?1Ｍ2 的相交处 ,两束光等光程, 即干涉仪两臂等光程 ,不论哪种波长,交点处都对应零光程差，但是由于半波损失，该处是暗纹，周围彩色分布，常用来确定交线的位置。 1、Ｍ?1Ｍ2 不平行 2、白光做光源 ？ 迈克耳逊干涉仪 激光器光源 分光板 补偿板 扩束镜 反射镜M1 反射镜M2 观察屏 M2移动导轨 应用： ▲ 测折射率： ▲ 测量微小位移 l n 光路1中插入待测介质， 产生附加光程差： M1 1 ▲ 测波长 总强度是它们的非相干叠加 双线光谱的光源（钠灯5890，5896）在P点产生的光强 慢变调制因子（包络） ▲ 测量波长接近的双谱线的波长差 干涉条纹的反衬度将随光程差的改变作周期变化 谱线宽度与能级寿命关系 ? 测不准原理 谱线宽度为??的光源所发波列的持续时间为： 谱线宽度为??的光源所发波列的长度为： 光场的时间相干性 相干时间 相干长度 不同波长的光是不相干的，总光强非相干叠加 定量分析 总光强 慢变调制因子（包络） I0为光源总强度 它可以由相互等价的三个量来描述： 时间相干性问题来源于光源所发波列长度是有限的，亦即光源是非单色的。 1、空间相干性和时间相干性都着眼光波场中各点（次波源）是否相干。 空间相干性问题来源于光源的空间宽度 时间相干性问题来源于光源的频谱宽度 空间相干性问题表现在波场的横方向（波前）上 时间相干性问题表现在波场的纵方向（波线）上 2、 光场的相干性小结 相干体积 *