電子科技大學大學物理實驗指導書

實驗一 邁克爾遜干涉儀的調整與使用

【實驗原理】詳見教材：《結構化大學物理實驗》P.104−111。仔細研讀原理后回答以下問題：

問題 1：邁克爾遜干涉儀的基本光路圖是什么？請畫出來。

問題 2：在放擴束鏡前，屏上有兩組紅色光點，為什么必須將兩組光電中最亮的兩個光點調成完全重合？

問題：3：當調整好干涉儀后，旋轉微動鼓輪時，干涉圓環就向外冒（或向內收縮），這是改變了什么量？和波長是什么關系？補充：邁克爾遜干涉儀的結構、調整與應用邁克爾遜干涉儀有多種多樣的形式，其基本結構如圖 11-1 所示。機械臺面 4 的鑄鐵底座 2 下有三個調節螺釘 1，用來調節臺面的水平。在臺面上裝有螺距為 1mm 的精密螺桿 3，絲桿的一端與齒輪系統 12 相連接。轉動手輪 13 或微動鼓輪 15 都可以使絲桿轉動，從而使騎在絲桿上的反射鏡 M1 鏡（6）沿導軌 5 移動。M1 鏡的位置及移動的距離可從裝在臺面 3 一側的毫米標尺（圖中未畫出）、讀數窗 11 及微動鼓輪 15 上共同讀出。手輪 13 分為 100 分格，它每轉過一分格，M1鏡就平移 1／100mm（由讀數窗讀出）。微動鼓輪 15 每轉一周，手輪隨之轉過 1 分格，鼓輪又分為 100 格，所以鼓輪每轉過一格，M1 鏡平移 10-4 mm，還可估讀一位至 10-5 mm。這樣，將毫米標尺、讀數窗和微動鼓輪上的讀數相加，就可讀出 M1 鏡的位置。M2 鏡（8）是固定在鏡臺上的。M1 和 M2 鏡的背面各有兩個螺釘 7，可調節鏡面的傾斜度。M2 鏡臺下還有一個水平方向的拉簧螺絲 14 和垂直方向的拉簧螺絲 16，其松緊使 M2 鏡臺產生一個極小形變，從而可對 M2鏡的傾斜度作更精細的調節。9 和 10 分別為分束鏡 G1和補償板 G2，它們的位置和方向都完全固定。G1 的后表面為半反射面，鍍有銀或其他介質膜。手輪 13 前方可安裝觀察屏，用來接收干涉條紋。實驗的的邁克爾遜干涉儀按測量的任務不同，分成：“測量激光波長”和“測量空氣的折圖 1-1 邁克爾孫干涉儀結構圖 6 射率”兩種儀器組合。同學們的座位號對應的是沒有空氣室的，就按激光波長實驗調節和操作儀器；有空氣室的就按空氣折射率的測量調節和操作儀器。調好測完后不要破壞儀器狀態，與另一組的同學互換座位，不必再進行調節第二種測量的儀器，直接測量就可以了。