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邁克爾遜干涉儀的原理
發布時間：2020-12-22瀏覽次數：1439返回列表
邁克爾遜干涉儀,是利用分振幅法產生雙光束以實現干涉。通過調整該干涉儀，可以產生等厚干涉條紋，也可以產生等傾干涉條紋。主要用于長度和折射率的測量，若觀察到干涉條紋移動一條，便是M2的動臂移動量為λ/2，等效于M1與M2之間的空氣膜厚度改變λ/2。在近代物理和近代計量技術中，如在光譜線精細結構的研究和用光波標定標準米尺等實驗中都有著重要的應用。
工作原理
邁克爾遜干涉儀(英文:Michelson interferometer)是光學干涉儀中一種，其發明者是美國物理學家阿爾伯特·亞伯拉罕·邁克爾遜。邁克耳遜干涉儀的原理是一束入射光分為兩束后各自被對應的平面鏡反射回來，這兩束光從而能夠發生干涉。干涉中兩束光的不同光程可以通過調節干涉臂長度以及改變介質的折射率來實現，從而能夠形成不同的干涉圖樣。干涉條紋是等光程差點的軌跡，因此，要分析某種干涉產生的圖樣，必求出相干光的光程差位置分布的函數。
若干涉條紋發生移動，一定是場點對應的光程差發生了變化，引起光程差變化的原因，可能是光線長度L發生變化，或是光路中某段介質的折射率n發生了變化，或是薄膜的厚度e發生了變化。
G2是一面鍍上半透半反膜，G1為補償板，M1、M2為平面反射鏡，M1是固定的，M2和相連，使其可以向前后移動，小讀數為10-4mm，可估計到10-5mm, M1和M2后各有幾個小螺絲可調節其方位。當M2和M1'嚴格平行時，M2會移動,表現為等傾干涉的圓環形條紋不斷從中心"吐出"或向中心"吞進"。兩平面鏡之間的"空氣間隙"距離增大時，中心就會"吐出"一個個條紋;反之則"吞進"。M2和M1'不嚴格平行時，則表現為等厚干涉條紋，在M2移動時，條紋不斷移過視場中某一標記位置，M2平移距離 d 與條紋移動數 N 的關系滿足:d=Nλ/2，λ為入射光波長。
邁克爾遜干涉儀示意圖:
經M2反射的光三次穿過G2分光板，而經M1反射的光通過G2分光板只一次。G1補償板的設置是為了消除這種不對稱。在使用單色光源時，可以利用空氣光程來補償，不一定要補償板;但在復色光源時，由于玻璃和空氣的色散不同，補償板則是不可或缺的。
如果要觀察白光的干涉條紋，臂基本上完全對稱，也就是兩相干光的光程差要非常小，這時候可以看到彩色條紋;假若M1或M2有略微的傾斜，就可以得到等厚的交線處(d=0)的干涉條紋為中心對稱的彩色直條紋，中央條紋由于半波損失為暗條紋。
邁克爾遜和愛德華·威廉姆斯·莫雷使用這種干涉儀于1887年進行了著名的邁克爾遜-莫雷實驗，并證實了以太的不存在。
主要性能指標：
動鏡移動精度（微調）：0.0004mm
動鏡移動精度（粗調）：0.01mm
動鏡移動距離（微調）：1mm
動鏡移動距離（粗調）：12mm
分束板和補償板平面度：≤1/20λ
激光輸出功率：0.8-1mW
邁克爾遜干涉儀主機 He-Ne激光器 一維可調升降底座等
可選附件：
低壓鈉燈 白光源 氣室部件（氣室、壓力表、壓氣球） 法布里珀羅標準具
