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[迈克尔逊干涉仪改进创新实验]迈克尔逊干涉仪的改进有哪些迈克尔逊干涉仪改进迈克尔逊干涉仪,由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。利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。迈克尔逊干涉仪的好处：﹙1﹚由于干涉仪所产生的干涉条纹由平面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之间所夹的空气层可以任意调节。如果M1和M2平行、不平行、相交甚至重合。﹙2﹚迈克尔逊干涉仪光路中把两束相干光相互分离很远，这样就可以在任一光路里放进被研究的东西。通过干涉图像变化可以研究物质的某些物理特性。如气体折射|测透明度的厚度等。问题讨论：由实验中需要调节M1和M2相互垂直﹙M1和M2相互平行﹚时，是在没有干涉条纹出现的情况下，利用视场中两个光点的位置来操作的，但实际会发现这样的光点一般都有很多。这些光点的出现是源于入射光束在被分光镜分为两束以及它们在传输过程中所经历的多个玻璃的折射、反射。由下图所示的主光路传输路径总结一套快速选对对应观测光点的方法。由图可见，入射光束在分光镜的第一表面和分束面都会有部分光向M1方向反射，经M1再次反射后，从观察屏上看到右边光点是由分束面反射，即我们所需的对应光点。透过分光镜的光经M2镜反射后，在补偿镜的两个形成两个向观察方向反射的光点，右边第三个光点才是由分束面反射。即我们要找的对应光点。一、迈克尔逊干涉仪的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。（一）图示迈克尔逊干涉仪原理1.图中M1和M2是在相互垂直的两臂上放置的两个平面反射镜，其中M1是固定的；M2由精密丝杆控制，可沿臂轴前、后移动，移动的距离由刻度转盘(由粗读和细读2组刻度盘组合而成)读出。在两臂轴线相交处，有一与两轴成45°角的平行平面玻璃板G1，它的第二个平面上镀有半透（半反射）的银膜，以便将入射光分成振幅接近相等的反射光⑴和透射光⑵，故G1又称为分光板。G2也是平行平面玻璃板，与G1平行放置，厚度和折射率均与G1相同。由于它补偿了光线⑴和⑵因穿越G1次数不同而产生的光程差，故称为补偿板2.透过G1向着M1前进，这两束光分别在M2、M1上反射后逆着各自的入射方向返回，最后都达到E处。因为这两束光是相干光，因而在E处的观察者就能够看到干涉条纹。由M1反射回来的光波在分光板G1的第二面上反射时，如同平面镜反射一样，使M1在M2附近形成M1的虚像M1′，因而光在迈克尔逊干涉仪中自M2和M1的反射相当于自M2和M1′的反射。由此可见，在迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉与空气薄膜所产生的干涉是等效的。当M2和M1′平行时(此时M1和M2严格互相垂直)，将观察到环形的等倾干涉条纹。一般情况下，M1和M2形成一空气劈尖，因此将观察到近似平行的干涉条纹(等厚干涉条纹)。（二）公式解释迈克尔逊干涉仪原理1．单色光波长的测定用波长为λ的单色光照明时，迈克尔逊干涉仪所产生的环形等倾干涉圆条纹的位置取决于相干光束间的光程差，而由M2和M1反射的两列相干光波的光程差为Δ＝2dcosi(1)其中i为反射光⑴在平面镜M2上的入射角。对于第k条纹，则有2dcosik＝kλ(2)当M2和M1′的间距d逐渐增大时，对任一级干涉条纹，例如k级，必定是以减少cosik的值来满足式(2)的，故该干涉条纹间距向ik变大(cosik值变小)的方向移动，即向外扩展。这时，观察者将看到条纹好像从中心向外“涌出”，且每当间距d增加λ/2时，就有一个条纹涌出。反之，当间距由大逐渐变小时，最靠近中心的条纹将一个一个地“陷入”中心，且每陷入一个条纹，间距的改变亦为λ/2。因此，当M2镜移动时，若有N个条纹陷入中心，则表明M2相对于M1移近了Δd＝N(3)反之，若有N个条纹从中心涌出来时，则表明M2相对于M1移远了同样的距离。如果精确地测出M2移动的距离Δd，则可由式(3)计算出入射光波的波长。2．测量钠光的双线波长差Δλ钠光2条强谱线的波长分别为λ1＝589.0nm和λ2＝589.6nm，移动M2，当光程差满足两列光波⑴和⑵的光程差恰为λ1的整数倍，而同时又为λ2的半整数倍，即Δk1λ1＝(k2＋)λ2这时λ1光波生成亮环的地方，恰好是λ2光波生成暗环的地方。如果两列光波的强度相等，则在此处干涉条纹的视见度应为零(即条纹消失)。那么干涉场中相邻的2次视见度为零时，光程差的变化应为ΔL＝kλ1＝(k＋1)λ2(k为一较大整数)由