1、 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He-Ne 激光器、扩束透镜、迈克尔逊干涉仪三 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 M1 和动反射镜 M2 组成。M 1 和 M2 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璃，它们相互平行并分别和 M1、 、M 2 成大致 45 度夹角，分光板的次数不同引起的光程差。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
2、干光，并分别由 M1 和 M2 反射后投射到光屏上（对于扩展光源用眼睛正对着观察）产生干涉现象。由于 M1 和 M2 垂直，可以等价地看成 M2 的虚象和 M1 形成一个厚度d 为的空气隙，d 的大小随 M2 的位置改变而改变，所以两光线的光程差可由下式确定：（1）iCos式中 i为光线“1”对 M2 的入射角。当 d 一定时， 由 i确定，i相同的方向上光程差相等，形成了等倾干涉条纹。且满足：k=0、1、2、3 （2）ki2呈亮条纹：k=0、1、2、3 （3）)(idCos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
3、涉级别最高。现分析一下（2）式。对于第级亮条纹，有：（4）kidos当 d 增大时，为了保证（4）式仍成立 ik必须也增大，即 k 级亮条纹往外扩大，反之，减小时，i k也必须减小，k 级亮条纹往内缩小。特别地考虑 i=0（即圆心）处。满足：（5）d2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，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一2个干涉条纹。当 d 改变 时，中心处就冒出或收进 n 个干涉条纹。根据这种现象，可以2n测定光波波长。假设动镜 M2 原在位置 D1 上，现移动 M2 的位置，同时观察并计算中心
4、亮条纹冒出或收进的数目，当 M2 移至位置 D2 时，相应地冒出或收进的亮条纹数目 N。就有：1N2四 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、 实验装置的调整，提问 He-Ne 激光器所发的光线与定镜之间的关系，应该怎样调整？（反射回来的光线应该出现在 He-Ne 激光器的头部面板上）3、 示范并提问第二个问题，光斑重合的时候应该出现干涉图样，如果没有图则扩束之后仍然无法得到干涉图样，那么应该怎样调整？4、 提醒几个要点a、 动镜的位置应调到 4050mm 之间b、 如果不能产生干涉那么要检查当调节定镜背后的三个螺丝时，出现在 He-Ne 激光器的头部面板上的光线是否相应会动？以及对重合的斑点进行检查（换个点看看）c、 干涉图样的中心应该全部出现，利用哪个部份？ 5、 用逐差法处理数据 五 注意事项1、 使用干涉仪时不要使工作台震动；2、 切勿用手或其他物品触摸其光学表面；3、 切勿正对着光学表面讲话。
