1）学会使用迈克尔逊干涉仪 2）观察等倾、等厚和非定域干涉现象
3）测量氦氖激光的波长和钠光双线的波长差。 实验仪器：
氦氖激光光源、钠光灯、迈克尔逊干涉仪、毛玻璃屏 实验原理：
1：迈克尔逊干涉仪的原理：
迈克尔逊干涉仪的光路图如图所示，光源S出发的光经过称45。放置的背面镀银的半透玻璃板
P1被分成互相垂直的强度几乎相等的两束光，光路1通过M1镜反射并再次通过P1照射在观察平面E上，光路2通过厚度、折射率与P1相同的玻璃板P2后由M2镜反射再次通过P2并由P1背面的反射层反射照射在观察平面E上。图中平行于M1''的M2是M2经P1反射所成的虚像，即P1到M2与P1到M2的光程距离相等，故从P1''到M2的光路可用P1到M2等价替代。这样可以认为M1与M2之间形成了一个空
气间隙，这个空气间隙的厚度可以通过移动M1完成，空气间隙的夹角可以通过
'改变M1镜或M2镜的角度实现。当M1与M2平行时可以在观察平面E处观察到'等倾干涉现象，当M1与M2有一定的夹角时可以在观察平面E处观察到等厚干涉
现象。
2：激光器激光波长测量原理：
由等倾干涉条纹的特点，当θ =0 时的光程差δ 最大，即圆心所对应的干 涉级别最高。转动手轮移动 M1，当 d 增加时，相当 于增大了和 k 相应的
1
v1.0 可编辑可修改 θ 角 ，可以看到圆 环一个个从中心“冒出” ；若 d 减小时，圆环逐渐 缩小，最后“淹没”在中心处。 每“冒”出或“缩”进一个干涉环，相应的光程差改变了一个波长，也就是 M 与M ’之间距离 变化了半个波长。 若将 M与 M ’之间距离改变了△d 时，观察到 N 个干涉环变化，则△d=N 由此可测单色光的波长。
3：钠光双线波长差的测定：
在使用迈克尔逊干涉仪观察低压钠黄灯双线的等倾干涉条纹时，可以看到随着动镜M1的移动，条纹本身出现了由清晰到模糊再到清晰的周期性变化，即反衬度从最大到最小再到最大的周期性变化，利用这一特性，可测量钠光双线波长差，对于等倾干涉而言，波长差的计算公式为：实验内容与数据处理： （1）观察非定域干涉条纹
1）通过粗调手轮打开激光光源，调节激光器使其光束大致垂直于平面反光镜
M2入射，取掉投影屏E，可以看到两排激光点
2）粗调手轮移动M1镜的位置，使得通过分光板分开的两路光光程大致相等 3）调节M1、M2镜后面的两个旋钮，使两排激光点重合为一排，并使两个最亮的光点重合在一起。此时再放上投影屏E，就可以看到干涉条纹。
' 4）仔细调节M1、M2镜后面的两个旋钮，使M1与M2平行，这时在屏上可
以看到同心圆条纹，这些条纹为非定域条纹。
5）转动微调手轮，观察干涉条纹的形状、疏密及中心“吞”、“吐”条纹随光程差改变的变化情况。 （2）测量He-Ne激光波长
1）调整仪器的测量零点
2）向同一个方向缓旋动微调手轮，当观察到条纹显著的涌出或缩进时，开始记录此时M1镜的位置m0。持续沿同一方向旋动微调手轮，条纹中心每“吞”
2
v1.0 可编辑可修改 或“吐”100条条纹记一次h值，连续记录十次，并将数据记录在相应表格中，并计算出激光波长及其误差 （3）钠光双线波长差的测定
1）将光源换为钠灯，在钠光灯与P1之间放置一块磨砂玻璃，并将投影屏E取下，通过分光板A直接观察干涉条纹。
2）缓慢旋动微调手轮，观察钠灯产生的干涉条纹的吞吐。
3）继续缓慢旋动微调手轮移动M1镜，观察到条纹的反衬度周期变化，记录条纹从不可见到下个不可见时M2的位置d值，连续记录六次，讲数据记录在相应表格中，利用最小二乘法求出d，计算钠光双线的波长差及其误差。 数据处理
由最小二乘法可得到
=
计算可得到波长=659nm 误差为：
由最小二乘法可得到计算可得到波长差= 误差为：
实验分析讨论与结论：
本实验以迈克尔逊干涉仪为主要工具，观察了激光的等倾干涉和等厚干涉，并根据等倾干涉的特点，利用相关的公式测出了He-Ne激光的波长以及钠光双线的波长差，由于仪器精度的影响，实验存在一定的误差，但在正常范围内，精度较高；在试验处理的时候如果不采用最小二乘法也可采用取平均值的方法，在一定程度上减小偶然误差的影响。
3
=
1：在计量图像“吞”下条纹时所移动的距离存在一定的误差，所以实验中一定要小心谨慎，细盘的转动要慢；对反衬度的判断也不足够精确。
2：大小鼓轮空转也会引起误差，所以每次测量必须沿同一方向旋转，不得中途倒退。
3：试验中的镜面只能大致的满足相互之间的几何关系，所以公式的推导有一定的误差，可在计算中加以适当的修正。 本次实验整体来看测得的实验数据符合要求。
结论：通过本次实验掌握了迈克尔逊干涉仪的使用，观察到了等倾干涉、等厚干涉的现象、较为准确的测出实验室所用He-Ne激光的波长以及钠光双线的波长差。
参考文献：1：李朝荣、徐平、唐芳、王慕兵。基础物理实验【M】，北京航空航天大学出版社。
2：张三慧主编大学物理学，清华大学出版社。
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