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迈克耳孙干涉仪的调节和使用 实验报告 实验十四 迈克耳孙干涉仪的调节和使用 迈克耳孙干涉仪在近代物理学的发展中起 过重要作用。19 世纪末，迈克耳孙 （A.A.Michelson ）与其合作者曾用此仪器进行 了“以太漂移”实验、标定米尺及推断光谱精 细结构等三项著名的实验。第一项实验解决了 当时关于“以太”的争论，并为爱因斯坦创立 相对论提供了实验依据；第二项工作实现了长 度单位的标准化。迈克耳孙发现镉红线（波长 λ=643.84696nm ）是一种理想的单色光源。可用 它的波长作为米尺标准化的基准。他定义 1m=1553164.13 镉红线波长，精度达到 10-9,这 项工作对近代计量技术的发展作出了重要贡 献 ；迈克耳孙研究 了干涉条纹视见度随光程差 变化的规律，并以此推断光谱线的精细结构。 今天，迈克耳孙干涉仪已被更完善的现代 干涉仪取代，但迈克耳孙干涉仪的基本结构仍 然是许多现代干涉仪的基础 。 2 3 4 迈克耳孙干涉仪的结构图如图 7-2 所示。两 平面镜 M 和 M 放置在相互垂直的两臂上。其 1 2 中平面镜M 是固定的，平面镜 M 可在精密的 2 1 导轨上前后移动，以便改变两光束的光程差， 移动范围在 0~100nm 内。平面镜M 、M 的背 1 2 后各有三个微调螺丝( 图中的3 、12)，用以改变 平面镜 M 、M 的角度。在平面镜M 的下端还 1 2 2 附有两个相互垂直的拉簧螺丝 10、11，可以细 调平面镜 M 的倾斜度。 2 移动平面镜 M 有两种方式：一是旋转粗调 1 手轮 7 可以较快地移动 M ：二是旋转微调鼓轮 1 9 可以微量移动M (如果迈克耳孙干涉仪有紧固 1 螺丝 8，则在转动微调鼓轮前，先要拧紧紧固螺 丝 8，转动粗调手轮前必须松开紧固螺丝 8，否 则会损坏精密丝杆。若没有紧固螺丝，直接旋 转微调鼓轮 9 则可微量移动 M ) 。平面镜M 的 1 1 位置读数由三部分组成：从导轨上读出毫米以 上的值；从仪器窗口的刻度盘上读到 0.01mm ； 5 在微动手轮上最小刻度值为 0.0001mm，还可估 读到 0.0001mm 的 1/10。 【实验原理】 一、等倾干涉条纹 等倾干涉条纹是迈克耳孙干涉仪所能产生的一 种重要的干涉图样。如图 7-1 和图 7-3 所示， 当M 和 M 垂直时，像 M 是 M 对半反射 1 2 2 2 膜的虚象，其位置在 M 附近。当所用光源为单 1 色扩展光源时，我们在 E 处观察到的干涉条纹 可以看作实反射镜M