迈克尔孙干涉仪19系04级姓名刘畅畅日期2006年4月30日学号PB04204051实验目的：本实验的目的是了解迈克尔孙干涉仪的原理、结构和调节方法，观察非定域干涉条纹，测量氦氖激光的波长，并增强对条纹可见度和时间相干性的认识。实验原理：一．迈克尔孙干涉仪的结构和原理迈克尔孙干涉仪的原理图如图一所示，和为材料、厚度完全相同的平行板，的一面镀上半反射膜，、为平面反射镜，是固定的，和精密丝杆相连，使其可前后移动，最小读数为，可估计到，和后各有几个小螺丝可调节其方位。图一迈克尔孙干涉仪的原理图光源发出的光射向板而分成（1）、（2）两束光，这两束光又经和反射，分别通过的两表面射向观察处，相遇而发生干涉，作为补偿板的作用是使（1）、（2）两束光的光程差仅由、与板的距离决定。由此可见，这种装置使相干的两束光在相遇之前走过的路程相当长，而且其路径是互相垂直的，分的很开，这正是它的主要优点之一。从处向处观察，除看到镜外，还可通过的半反射膜看到的虚像，与镜所引起的干涉，显然与、引起的干涉等效，和形成了空气“薄膜”，因不是实物，故可方便地改变薄膜的厚度（即和的距离），甚至可以使和重叠和相交，在某一镜面前还可根据需要放置其他被研究的物体，这些都为其广泛的应用提供了方便。二．点光源产生的非定域干涉一个点光源发出的光束经干涉仪的等效薄膜表面和反射后，相当于由两个虚光源、发出的相干光束（图二）。若原来空气膜厚度（即和之间的距离）为，则两个虚光源和之间的距离为，显然只要和（即）足够大，在点光源同侧的任一点上，总能有和的相干光线相交，从而在点处可观察到干涉现象，因而这种干涉是非定域的。若点在某一条纹上，则由和到达该条纹任意点（包括点）的光程差是一个常量，故点所在的曲面是旋转双曲面，旋转轴是、的连线，显然，干涉图样的形状和观察屏的位置有关。当观察屏垂直于、的连线时，干涉图是一组同心圆。下面我们利用图三推导的具体形式。光程差：图二点光源的薄膜干涉图三薄膜干涉计算示意图把小括号内展开，则：由于，所以（1）从式（1）可以看出，在处，即干涉环的中心处光程差有极大值，即中心处干涉级次最高。如果中心处是亮的，则。若改变光程差，使中心处仍是亮的，则，我们得到（2）即和之间的距离每改变半个波长，其中心就“生出”或“消失”一个圆环。两平面反射镜之间的距离增大时，中心就“吐出”一个个圆环。反之，距离减小时中心就“吞进”一个个圆环，同时条纹之间...
