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基础物理实验研究性报告迈克尔逊干涉实验作者：XXXX所在院系：XXXX201X年X月X日摘要迈克尔逊干涉仪,是美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。主要用于长度和折射率的测量，在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。The Michelson interferometer, invented by American physicists Albert Abraham Michelson and Edward Morley to detect the earths motion through the supposed luminiferous aether, is common configuration for optical interferometry. The Michelson interferometer creats interference with a?beamsplitter using the method of dividing amplitude. It can produce isopach interference fringes and isoclinic interference fringes through adjusting the interferometer. The Michelson interferometer is mainly used for measuring length and refractive index as well as researching the fine structure of Spectral lines and calibrating standard metric scales with light waves, etc. Miscellaneous interferometers are made basing on its principle.一、实验原理（1）迈克尔逊干涉仪的光路迈克尔逊干涉仪的光路如图1所示，从光源S发出的一束光射在分束板上，将光束分为两部分：一部分从的半反射膜处反射，射向平面镜；另一部分从透射，射向平面镜。因G1和全反射平面镜、均成45°角，所以两束光均垂直射到、上。从反射回来的光，透过半反射膜；从反射回来的光，为半反射膜反射。二者汇集成一束光，在E处即可观察到干涉条纹。光路中另一平行平板G2与平行，其材料及厚度与完全相同，以补偿两束光的光程差，称为补偿板。??反射镜是固定的，可以在精密导轨上前后移动，以改变两束光之间的光程差。，的背面各有3个螺钉用来调节平面镜的方位。的下方还附有2个方向相互垂直的拉簧，松紧它们，能使支架产生微小变形，以便精确地调节。在图1所示的光路中，是被半反射膜反射所形成的虚像。对观察者而言，两相干光束等价于从和反射而来，迈克尔逊干涉仪所产生的干涉花纹就如同与之间的空气膜所产生的干涉花纹一样。若M1与平行，则可视作折射率相同、厚度相同的薄膜；若与相交，则可视作折射率相同、夹角恒定的楔形薄膜。??（2）单色点光源的非定域干涉条纹??如图2所示，平行且相距为d。点光源S发出的一束光，对来说，正如S处发出的光一样，即；而对于在E处观察的观察者来说，由于M2的镜面反射，S点光源如处于处一样，即。又由于半反射膜G的作用，的位置如处于的位置一样。同样对E处的观察者，点光源S如处于位置处。所以E处的观察者所观察到的干涉条纹，犹如虚光源、发出的球面波，它们在空间处处相干，把观察屏放在E空间不同位置处，都可以见到干涉花样，所以这一干涉是非定域干涉。?图3干涉条纹如果把观察屏放在垂直与、连线的位置上，则可以看到一组同心圆，如图3所示。而圆心就是、的连线与屏的交点E。设在E处（）的观察屏上，离中心E点远处有某一点P，EP的距离为R，则两束光的光程差为?Ld时，展开上式并略去，则有??式中，是圆形干涉条纹的倾角。所以亮纹条件为由上式可见，点光源非定域圆形干涉条纹有如下几个特点：??①当d、一定时，角相同的所有光线的光程差相同，所以干涉情况也完全相同；对应于同一级次，形成以光轴为圆心的同心圆环。??②当d、一定时，如，干涉圆环就在同心圆环中心处，其光程差为最大值，根据明纹条件，其k也是最高级数。如，，角越大，则越小，k值也越小，即对应的干涉圆环越往外，其级次k也越低。?③当k、一定时，如果d逐渐减小，则将增大，即角逐渐减小。也就是说，同一k级条纹，当d减小时，该级圆环半径减小，看