電子科技大學(xué)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

實(shí)驗(yàn)一 邁克爾遜干涉儀的調(diào)整與使用

【實(shí)驗(yàn)原理】詳見(jiàn)教材：《結(jié)構(gòu)化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》P.104−111。仔細(xì)研讀原理后回答以下問(wèn)題：

問(wèn)題 1：邁克爾遜干涉儀的基本光路圖是什么？請(qǐng)畫(huà)出來(lái)。

問(wèn)題 2：在放擴(kuò)束鏡前，屏上有兩組紅色光點(diǎn)，為什么必須將兩組光電中最亮的兩個(gè)光點(diǎn)調(diào)成完全重合？

問(wèn)題：3：當(dāng)調(diào)整好干涉儀后，旋轉(zhuǎn)微動(dòng)鼓輪時(shí)，干涉圓環(huán)就向外冒（或向內(nèi)收縮），這是改變了什么量？和波長(zhǎng)是什么關(guān)系？補(bǔ)充：邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)、調(diào)整與應(yīng)用邁克爾遜干涉儀有多種多樣的形式，其基本結(jié)構(gòu)如圖 11-1 所示。機(jī)械臺(tái)面 4 的鑄鐵底座 2 下有三個(gè)調(diào)節(jié)螺釘 1，用來(lái)調(diào)節(jié)臺(tái)面的水平。在臺(tái)面上裝有螺距為 1mm 的精密螺桿 3，絲桿的一端與齒輪系統(tǒng) 12 相連接。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪 13 或微動(dòng)鼓輪 15 都可以使絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使騎在絲桿上的反射鏡 M1 鏡（6）沿導(dǎo)軌 5 移動(dòng)。M1 鏡的位置及移動(dòng)的距離可從裝在臺(tái)面 3 一側(cè)的毫米標(biāo)尺（圖中未畫(huà)出）、讀數(shù)窗 11 及微動(dòng)鼓輪 15 上共同讀出。手輪 13 分為 100 分格，它每轉(zhuǎn)過(guò)一分格，M1鏡就平移 1／100mm（由讀數(shù)窗讀出）。微動(dòng)鼓輪 15 每轉(zhuǎn)一周，手輪隨之轉(zhuǎn)過(guò) 1 分格，鼓輪又分為 100 格，所以鼓輪每轉(zhuǎn)過(guò)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(biāo)尺、讀數(shù)窗和微動(dòng)鼓輪上的讀數(shù)相加，就可讀出 M1 鏡的位置。M2 鏡（8）是固定在鏡臺(tái)上的。M1 和 M2 鏡的背面各有兩個(gè)螺釘 7，可調(diào)節(jié)鏡面的傾斜度。M2 鏡臺(tái)下還有一個(gè)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(tái)產(chǎn)生一個(gè)極小形變，從而可對(duì) M2鏡的傾斜度作更精細(xì)的調(diào)節(jié)。9 和 10 分別為分束鏡 G1和補(bǔ)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(zhì)膜。手輪 13 前方可安裝觀察屏，用來(lái)接收干涉條紋。實(shí)驗(yàn)的的邁克爾遜干涉儀按測(cè)量的任務(wù)不同，分成：“測(cè)量激光波長(zhǎng)”和“測(cè)量空氣的折圖 1-1 邁克爾孫干涉儀結(jié)構(gòu)圖 6 射率”兩種儀器組合。同學(xué)們的座位號(hào)對(duì)應(yīng)的是沒(méi)有空氣室的，就按激光波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)和操作儀器；有空氣室的就按空氣折射率的測(cè)量調(diào)節(jié)和操作儀器。調(diào)好測(cè)完后不要破壞儀器狀態(tài)，與另一組的同學(xué)互換座位，不必再進(jìn)行調(diào)節(jié)第二種測(cè)量的儀器，直接測(cè)量就可以了。