迈克尔逊干涉仪测光波波长
迈克尔逊干涉仪测量光波波长
【实验原理】：
迈克尔逊干涉仪基本使用原理
1．等倾干涉和氦氖激光波长测定
调节迈克尔逊干涉仪,当M1、和M2的距离d一定时，所有倾角相同的两平行光束都具有
相同的光程差， .它们会聚后的干涉叫强或减弱的情况相同，因此称这种干涉为等
倾干涉．
2．测量光波的波长
在等倾干涉条件下，设平面镜M1移动距离Δd时相应、冒出（或消失）的圆条纹数为N,
(其中Δd为测量值的 )
由上式可见，只要测量平面镜M1移动Δd，同时数出相应冒出（或消失）的圆纹数N,就
可算出波长λ
M2′
d
i
A
B
C
D
①
②
M1
r
F
F′
P
L
n=1
P′
i′
S
图2 等倾干涉
图1 迈克尔逊干涉仪
S
P1
M2'
M2
M1
d
P2
E
①
②
①
②
【实验仪器】：WSM-200 型迈克尔逊干涉仪，HE—NE激光器，,扩束镜,墨镜。
【实验内容】；
1.迈克尔逊干涉仪的调节
熟读光学实验常用仪器部分迈克尔逊干涉仪的调节使用说明,并按此调节好．
2.测量氦氖激光的波长
（1） 轻轻转动微调鼓轮(9),使平面镜M1转动,此时可在观察屏上看到干涉圆纹
一个一个地从中心冒出(或消失)．
（2） 开始记数时，记录平面镜M1的位置读数d0.
（3） 同方向继续转动微调鼓轮（9），数到中心圆纹向外冒出（或消失）100个时，
在记录平面镜M1的位置读数d.
(4) 由式（34－4）计算出氦氖激光的波长λ．
(5) 重复上述步骤10次，算出波长的平均值λ，求出不确定度，并与公式值λ0＝6328Å
比较之．
测量氦氖激光束波长的数据处理（数据与我们测量的数据有差别，但是方法是一样的）
N=50
次数i
1
44.25630
0.07945
0.7906
0.00030
6356
6325
24
2
44.24009
0.07927
6342
3
44.22423
0.07887
6310
4
44.20856
0.07886
6309
5
44.19265
0.07883
6306
6
44.17685
7
44.16082
8
44.14536
9
44.12970
10
44.11382
6325 24
100%
-0.05
=(0.07945+0.07927+0.07887+0.07886+0.07883)/5
=0.07906(mm)
注意：现在我们要用的公式是：
而且我们记录的数据小数点后面只有三位！注意有效数字的取舍！
M1、M2的作用
从光源S发出的一束光经分光板M1的半反半透分成两束光强近似相等的光束1和2，而M2作为补偿板，使得两束光在玻璃中走得光程相等，因此计算两束光的光程差时，只需考虑两束光在空气中的几何路程的差别。
迈克尔逊干涉仪的好处
（1）由于干涉仪所产生的干涉条纹和由平面M1和M2′之间的空气薄膜所产生的干涉条纹是完全一样的。M1和M2′之间所夹的空气层形状可以任意调节，如使M1与M2′平行、不平行、相交甚至完全重合。
（2）迈克尔逊干涉仪光路中把两束相干光相互分离得很远。这样就可以在任一支光路里放进被研究得东西，通过干涉图像得变化可以研究物质得某些物理特性，如气体折射、测透明薄板的厚度等。
结果自己分析，不要抄袭
从实验数据得知，该次实验较为成功，所测量的氦氖激光波长的值与实际波长的值相对误差绝对值小于1％。但实验过程中，仍存在着诸多值得注意及不足之处，例如：
在调节由平面镜M1、M2反射在观察屏上的两组光点像时，要求使两组光点中最亮两点完全重合，但如果因为相对较长时间的调试，我们对该亮点的视觉敏感度会降低，可能会使该两点达不到完全重合，从而对实验造成一定影响，使出现在观察屏上的圆形条纹发生重叠，不能准确观察、测量；
氦氖激光经过扩束镜后成为反射光束，该光束沿不同方向反射到平面镜M1、M2，仔细调节M1、M2后会在观察屏上看到干涉条纹。如果激光没有正好经过扩束镜，观察屏上看不到干涉条纹，所以在保证扩束镜与激光等高的条件下，要仔细移动扩束镜的位置，使得观察屏上出现干涉条纹；
迈克尔干涉仪是科学研究的精密光学仪器,由于机械转总存在有一定的间隙,都有回程差，在读数的过程中，应使微调鼓轮向同一个方向转动，尽量避免回程差:。
通过同一方向转动微调鼓轮，使观察屏上不断消失圆形条纹。规定50环为一次记录，分别从导轨、仪器窗口的刻度盘、微动手轮上读出平面镜M2的移动距离，再从微动手轮上估读一位。但由于圆形条纹消失的条纹数不能准确为50环，即平面镜M2移动的距离△d对应条纹数不为50，所以测量的氦氖激光波长与实际波长有较大出入。
