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教案1 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 和动反射 1 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同的平板光学玻 2 1 2 璃，它们相互平行并分别和 M 、M 成大致45 度夹角，分光板的次数不同引起的光程差。 1、 2 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 反射后投射到光屏上（对于扩展光源用眼睛正对着观察）产 1 2 生干涉现象。由于M 和M 垂直，可以等价地看成M 的虚象和M 形成一个厚度d为的空 1 2 2 1 气隙，d 的大小随M 的位置改变而改变，所以两光线的光程差可由下式确定： 2 ∆ = 2dCosi′ （1） 式中iˊ为光线“1”对M 的入射角。当d一定时，Δ由iˊ确定，iˊ相同的方向上光程差 2 相等，形成了等倾干涉条纹。且满足： 2dCosi = kλ′ k=0、1、2、3…… （2） 呈亮条纹： λ 2dCosi = (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 = kλ′ （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，反之，减小 k ‘ 时，i 也必须减小，k 级亮条纹往内缩小。特别地考虑iˊ=0（即圆心）处。满足： k 2d= kλ （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， λ 中心亮条纹级别减小，亮条纹往中心收进。每当 d 改变 时，中心处就冒出或收进一个干 2 λ 涉条纹。当d改变n 时，中心处就冒出或收进n 个干涉条纹。根据这种现象，可以测定光 2 波波长。 假设动镜M 原在位置D 上，现移动M 的位置，同时观察并计算中心亮条纹冒出或收进的 2 1 2 数目，当M 移至位置D 时，相应地冒出或收进的亮条纹数目N。就有： 2 2 λ Ν⋅ = D − D 2 1 2 2D − D λ= 2 1 N 四 教学内容 1、检查预习报告，特别对数据记录表格进行检查 2、实验装置的