迈克尔逊干涉仪的优点是
迈克尔逊干涉仪的优点是:原理简单、用途广泛、高精度。
1、原理简单。
迈克尔逊干涉仪利用分振幅法产生两束光束实现干涉。通过调整干涉仪,可以产生等厚或等倾干涉条纹。如果观察到干涉条纹移动一条,M2动臂的移动量为λ/2,相当于M1和M2之间空气膜厚度的变化为λ/2。
2、用途广泛。
迈克尔逊干涉仪是许多近代干涉仪的原型,可以观察光的各种干涉现象,测量单色光的波长和相干长度以及透明介质的折射率,同时可以研究温度、压强、电场、磁场、媒质运动等许多物理量对光传播的影响。
3、高精度。
结合现代读数 *** ,迈克尔逊干涉仪的位移测量精度可达十万分之一毫米。
迈克尔逊干涉仪:
迈克尔逊干涉仪是由迈克尔逊和莫雷合作,专门设计和制造的一种精密仪器,用于验证“以太”的存在。
1883年,著名的迈克尔逊莫雷实验在这台仪器上完成,结果证明了光传播速度的不变性,从而否定了“以太”的存在,为近代物理学特别是爱因斯坦提出的相对论的诞生和兴起铺平了道路,奠定了实验基础。迈克尔逊干涉仪的巧妙的设计和重要的用途,使迈克尔逊获得了1907年诺贝尔物理学奖。
迈克尔逊干涉仪原理
迈克尔逊干涉仪,是1881年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。主要用于长度和折射率的测量,若观察到干涉条纹移动一条,便是M2的动臂移动量为λ/2,等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。在近代物理和近代计量技术中,如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。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(英文:Michelson interferometer)是光学干涉仪中最常见的一种,其发明者是美国物理学家阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克尔逊。迈克耳逊干涉仪的原理是一束入射光经过分光镜分为两束后各自被对应的平面镜反射回来,因为这两束光频率相同、振动方向相同且相位差恒定(即满足干涉条件),所以能够发生干涉。干涉中两束光的不同光程可以通过调节干涉臂长度以及改变介质的折射率来实现,从而能够形成不同的干涉图样。干涉条纹是等光程差的轨迹,因此,要分析某种干涉产生的图样,必需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。
S为点光源,M1(上边)、M2(右边)为平面全反射镜,其中M1是定镜;M2为动镜,它和精密螺丝丝相连,转动鼓轮可以使其向前后方向移动,最小读数为10mm,可估计到10mm,。M1和M2后各有3个小螺丝可调节其方位。G1(左)为分光镜,其右表面镀有半透半反膜,使入射光分成强度相等的两束(反射光和透射光)。反射光和透射光分别垂直入射到全反射镜M1和M2,它们经反射后回到G1(左)的半透半反射膜处,再分别经过透射和反射后,来到观察区域E。G2(右)为补偿板,它与G1为相同材料,有相同的厚度,且平行安装,目的是要使参加干涉的两光束经过玻璃板的次数相等,两束光在到达观察区域E时没有因玻璃介质而引入额外的光程差。当M2和M1'严格平行时,表现为等倾干涉的圆环形条纹,移动M2时,会不断从干涉的圆环中心“吐出”或向中心“吞进”圆环。两平面镜之间的“空气间隙”距离增大时,中心就会“吐出”一个个条纹;反之则“吞进”。M2和M1'不严格平行时,则表现为等厚干涉条纹,移动M2时,条纹不断移过视场中某一标记位置,M2平移距离 d 与条纹移动数 N 的关系满足:d=Nλ/2,λ为入射光波长。
迈克尔逊干涉仪干涉现象原理
迈克尔逊干涉仪是一种利用光的干涉现象测量长度的仪器。它基于干涉原理,即在光线发生干涉时,会出现明暗交替的干涉条纹,通过测量干涉条纹的位置和数量可以确定待测长度。
在迈克尔逊干涉仪中,光线从光源射出,经过一个半反射镜分成两束光,分别经过两个镜面反射后,再次回到半反射镜处,合成一束光后到达屏幕。如果两束光程差为波长的整数倍,则会出现明纹,否则会出现暗纹。当移动其中一个镜子,改变其中一个光程时,干涉条纹的位置也会随之移动。
在迈克尔逊干涉仪中,通过移动其中一个镜子,改变其中一个光程,然后观察干涉条纹的变化,可以测量出待测长度的变化。这种干涉仪通常用于测量长度的微小变化,如精密测量光速、介质折射率、薄膜厚度等。
迈克尔逊干涉仪的工作原理
如果干涉条纹发生移动,则场点对应的光程差必然发生变化,这可能是由于光长L、光路中介质的折射率N或薄膜的厚度E的变化引起的。
s为点光源,M1(上侧)和M2(右侧)为平面全反射镜,其中M1为固定镜;M2是一面移动的镜子,用一根精密的螺丝连接着。它可以通过旋转滚筒前后移动。最小读数是10mm,估计可以到10mm。M1和M2背后有三个小螺丝来调整他们的方向。G1(左)是一个分光镜,其右表面镀有一层半透半反膜,使入射光分成强度相等的两束(反射光和透射光)。反射光和透射光分别垂直入射到全反射镜M1和M2上。反射后回到G1的半透半反膜(左),透射反射后来到观察区e,G2(右)是补偿板,材质和厚度与G1相同,平行安装。目的是使参与干涉的两束光通过玻璃板的次数相同,两束光到达观察区e时不会因玻璃介质而引入额外的光程差,当M2和M1’严格平行时,它们表现为等倾干涉的圆条纹。当M2被移动时,它会不断地从干涉环的中心“吐出”或“吞进”环的中心。当两块平面镜之间的“气隙”距离增大时,中心会“吐出”条纹;否则“吞”。当M2和M1不严格平行时,它们显示出等厚的干涉条纹。当M2移动时,条纹不断地在视场中的某个标记位置上移动。M2的平移距离D与条纹移动次数n之间的关系满足:d=Nλ/2,λ是入射光的波长。