急求迈克尔逊干涉仪原理不要百度的那些答案 百度的那些不符合要求,我要写实验报告

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/23 04:52:13
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迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理
G2是一面镀上半透半反膜,M1、M2为平面反射镜,M1是固定的,M2和精密丝相连,使其可前后移动,最小读数为10-4mm,可估计到10-5mm, M1和M2后各有几个小螺丝可调节其方位.当M2和M1’严格平行时,M2移动,表现为等倾干涉的圆环形条纹不断从中心“吐出”或向中心“消失”.两平面镜之间的“空气间隙”距离增大时,中心就会“吐出”一个个条纹;反之则“吞进”一个个条纹.M2和M1’不严格平行时,则表现为等厚干涉条纹,M2移动时,条纹不断移过视场中某一标记位置,M2平移距离 d 与条纹移动数 N 的关系满足.
 
迈克尔逊干涉仪示意
 
经M2反射的光三次穿过分光板,而经M1反射的光只通过分光板一次.补偿板就是为了消除这种不对称而设置的.在使用单色光源时,补偿板并非必要,可以利用空气光程来补偿;但在复色光源时,因玻璃和空气的色散不同,补偿板则是不可缺少的.
若要观察白光的干涉条纹,两相干光的光程差要非常小,即两臂基本上完全对称,此时可以看到彩色条纹;若M1或M2稍作倾斜,则可以得到等厚的交线处(d=0)的干涉条纹为中心对称彩色直条纹,中央条纹由于半波损失为暗条纹.

为什么百度的不行?百度百科里介绍的很详细了,另外百科里的图不是很直观,直观的图可以看看这个
http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%C2%F5%BF%CB%B6%FB%D1%B7%B8%C9%C9%E6%D2%C7&in=1801&cl=2&lm=-1&pn=5&rn=1&di=85692930...

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为什么百度的不行?百度百科里介绍的很详细了,另外百科里的图不是很直观,直观的图可以看看这个
http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%C2%F5%BF%CB%B6%FB%D1%B7%B8%C9%C9%E6%D2%C7&in=1801&cl=2&lm=-1&pn=5&rn=1&di=8569293000&ln=1&fr=&ic=0&s=&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&fb=0
就是百度图片里的

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我记得干涉条纹就是是等什么。。。光程差点的轨迹,因此,要分析那些干涉产生的图样,必须要求出相干光的光程差位置分布的函数。怎么说呢?
就是指干涉条纹发生移动,一定是场点对应的光程差发生了变化,引起光程差变化的原因,可能是光线长度L发生变化,或是光路中某段介质的折射率n发生了变化,或是薄膜的厚度e发生了变化。...

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我记得干涉条纹就是是等什么。。。光程差点的轨迹,因此,要分析那些干涉产生的图样,必须要求出相干光的光程差位置分布的函数。怎么说呢?
就是指干涉条纹发生移动,一定是场点对应的光程差发生了变化,引起光程差变化的原因,可能是光线长度L发生变化,或是光路中某段介质的折射率n发生了变化,或是薄膜的厚度e发生了变化。

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迈克尔逊干涉仪工作原理
干涉条纹是等光程差点的轨迹,因此,要分析某种干涉产生的图样,必求出相干光的光程差位置分布的函数。 若干涉条纹发生移动,一定是场点对应的光程差发生了变化,引起光程差变化的原因,可能是光线长度L发生变化,或是光路中某段介质的折射率n发生了变化,或是薄膜的厚度e发生了变化。...

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迈克尔逊干涉仪工作原理
干涉条纹是等光程差点的轨迹,因此,要分析某种干涉产生的图样,必求出相干光的光程差位置分布的函数。 若干涉条纹发生移动,一定是场点对应的光程差发生了变化,引起光程差变化的原因,可能是光线长度L发生变化,或是光路中某段介质的折射率n发生了变化,或是薄膜的厚度e发生了变化。

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我最近也在准备大物试验的论文啊!这是我自己找的,应该很不错了。

迈克耳孙干涉仪的光路图如图所示。M1和M2是经精细磨光的平面反射镜,分别安装在相互垂直的两臂上,M2是固定的(称为定镜),M1可通过精密丝杆的带动,在导轨上移动(称为动镜)。在两臂相交处装有与两臂成45˚角的平行平面玻璃板G1,G1后表面镀有一层半透明半反射的薄银膜(A),这一层薄银膜(A)将入射光分成两束光强近似相等的反射光(1)和透射光(2)。因此,G1称为分束板。另外,G2为补偿板。G2与G1是两块材料(折射率)和厚度均相同的平行平面的玻璃板,并且G2和G1彼此间严格平行。G2的作用是使光束(2)在玻璃中的光程与光束(1)在玻璃中的光程相同。

从光源发出的光束,被分束板G1后表面镀有一层薄银膜(A)分成两束光强近似相等的反射光(1)和透射光(2)。光束(1)射到M1上被反射回来,再透过G1到达观测者E处(或接收屏);光束(2)透过G2射到M2上被反射回来,再透过 G2后又经A反射而到达观测者E处(或接收屏)。这两条光线是相干光,相遇发生干涉。因此,在E处可观测到干涉条纹。

图2中的M’2是定镜M2相对半反半透膜(A)反射而形成的虚像。在观察者看来,两束相干光(1)、(2)好象是分别经M1和M’2反射而来。因此在研究干涉时,M2与M’2是等效的

     在迈克耳孙干涉仪中,由M1和M2反射出来的光是两束相干光,M1和M2可看作两个相干光源,因此在迈克耳孙干涉仪中可观察到:

    ① 点光源产生的非定域干涉条纹。

    ② 点、面光源等倾干涉条纹。

③ 面光源等厚干涉条纹。

    本实验主要观察到第1种干涉条纹,并利用这种条纹测量激光器输出红光的波长。

点光源产生的非定域干涉花样的形成:用凸透镜会聚后的激光束,相当一个线度小、强度足够大的点光源S。点光源S经M1和M2反射后,相当于由两个虚光源S1,S’2发出的相干光束(图 3),但S1和S’2间的距离为M1和M’2的距离的两倍,即S1S’2等于2d 。如图3所示,虚光源S1,S’2发出的球面波在它们相遇的空间处处相干,因此这种干涉现象是非定域的干涉花样。把接收屏放置在垂直于S1S’2连线的某处,这样在屏上看到的干涉花样是一组同心圆,圆心位于S1S’2延长线与屏的交点O上。这种由点光源产生的圆环状干涉条纹,无论将观察屏沿S1S’2方向移至何处都可看到。

由S1、S’2到屏上任一点A,两光线的光程差Δ为

 

                     

             (1)

因为L>>d,利用: 取前两项,则式(1)可写成

 

 

由图2的三角关系,上式可改写成

                                    (2)

略去二级无穷小项,可得由S1、S’2到屏上任一点A,两光线的光程差Δ为:

                           (3)

明纹:

                                                    (4)

暗纹:

                                              (5)

    由式(4)、(5)可知:

    (1)当θ=0时,Δ最大,若用单色光人射,则干涉级次k最大。干涉图样中心处对应的干涉级次高。

    (2)当d逐渐增加时,干涉圆环一个个地自中心向外冒出,并向外扩张,条纹变细,变密。

    (3)当d逐渐减小时,干涉圆环逐渐缩小,条纹变粗,变稀,最后“消失”在中心处。

从数量上看,如果d减小或增加半个波长时,光程差就减少或增加一个整波长λ,对应的就有一个圆环条纹在中心“消失”或在中心“冒出”。当d变化 时,(k为整数)即

                                                       (6)

对应的就有N个圆环条纹“消失”于中心或 在中心冒出。Δd可由迈克耳孙干涉仪的读数装置读出,如果我们在实验中数出 “消失”或“冒出”的圆环条纹个数N,则由式(5)即可求得光波波长λ为

                                                       (7)

某物质的折射率n等于某种光在真空中的速度c与该光在该物质的传播速度 ,即

                                                      (8)

即有

                                                (9)

 为该光在真空中的波长,本次实验使用的为红光,波长为632.8nm, 为该光在折射率为n的物质中的波长,通过实验测定。