影响；若将m环都读成m+c环，其中c为常数，数据处理时对测量R 将（ ）影响。 11 今测得劈尖暗条纹的变化20条条纹变化20条的距离为L20，则劈尖距离棱边为L处的厚度e=（ ）。当e不变而L减小时，L20将变（ ），即干涉条纹将变（ ）。 12 牛顿环装置的平面玻璃上表面是标准平面，而平凸透镜的凸表面加工后发现径向某处有擦伤（凹痕），用这一装置观察反射牛顿环时，对应擦伤干涉条纹应向（ ）弯曲。 13 在牛顿环实验的调节过程中，发现视场半明半暗，应调节（ ）、或调解（ ）方位、或移动（ ）。若发现视场非常明亮，但却调不出干涉环，其原因是（ ），若干涉环不够清晰应调节（ ）。
14 牛顿环试验中，在读书显微镜的视场中左右两半一明一暗，其原因是（ ），调节的办法是旋转（ ），使之（ ）或移动（ ）使之（ ）。 三 选择题
1 牛顿环试验中，若已知凸透镜的曲率半径R，选出下列说法正确的：AC A 可通过它测单色光的波长 B 可通过它测玻璃板的厚度
C 可通过它测量牛顿环间隙间液体的折射率 D 可用它来测牛顿环折射率 2 牛顿环是一种D A 不等间距的衍射条纹 B 等倾干涉条纹 C 等间距的干涉条纹 D 等厚干涉条纹
3 牛顿环干涉试验中，下列那一项是可以通过选择测量顺序消除的C A 视差
B 读数显微镜测微鼓轮的仪器误差 C 测微螺距间隙引起的回程误差 D A B C 都不是 参考答案： 填空题
1 平凸，上表面，同上圆环；2 等厚，明，暗；3 》e，愈来愈密。
4 ①叉丝清晰②视场均匀明亮③图像清晰④在转动微调鼓轮时某一环始终与横向叉丝相切（即环的移动方向与主尺平行）⑤无视差。
①目镜调焦②调整45反光镜角度或者移动钠光灯方位或挪动的移动方向与主尺平行）③物镜调焦④使横叉丝大致与主尺平行，转动微调鼓轮同时挪动牛顿环装置到不想切程度较小时，再稍调整横叉丝方位⑤目镜、物镜调焦。回程差 5 劈的上、下表面，劈的上表面，劈的厚度，等厚。 6 2e???2?(2K?1)?2，暗点，暗斑，面
7 ①频率相等②振动方向相同③光程差恒定，且满足一定条件④两束光应在想干长度内相遇 8 分振幅 定域 等厚 最低 增大 9 弹性形变 半径 10 亮 无 无
11
20L?，小，密 L20212 环心
13 45反射镜角度 读数显微镜 钠光灯 反光玻璃片只进入显微镜 照射不到牛顿环 物镜调焦（调显微镜升降手轮）
14 入射单色光方向不正，反射镜 正对光源 光源 正对反射镜
?实验43 迈克尔逊干涉仪
一 重点与难点
1 介绍迈克尔逊干涉仪的结构原理
迈克尔逊干涉仪光路图如图所示，电光源s发出的光射在分光镜G1，G1右表面镀有半透半反射膜，使入射光分为强度相等的两束。反射光和透射光分别垂直入射到全反射镜M1和M2，他们经反射后回到G1的半透半反射膜处，再分别经过透射和反射后，来观察区域E。如到达E处的两束光满足想干条件，可发生干涉现象。
G2为补偿板，和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，波阵面不会发生横向平移。
M1为固定全反射镜，背后有三个粗调螺丝，侧面和下面有两个微调螺丝。M2为可动全反射镜，背部有三个粗调螺丝。 2 可动全反射镜移动及读数
可动全反射镜在导轨上可由粗动手轮微动手轮的转动而前后移动。可动全反射镜位置的读数为：
XX．□□△△△（mm） （1） XX在mm上读出。
（2） 粗动手轮：每转一圈可动全反射镜移动1mm，读数窗口内刻度盘转动一圈共100个
小格，没小格为0.01mm，□□由读数窗口内刻度盘读出。
（3） 微动手轮：每转一圈读数窗口内刻度盘转动一格，及可动全反射镜移动0.01mm，微
动手轮有100格，每格0.0001mm，还可估读下一位。△△△由微动手轮上刻度读出。
注意螺距差的影响：
3 讲述及演示干涉仪的调节方法，调出圆形干涉条纹。 4 讲述及演示激光波长测试原理及方法。
在调出圆形干涉条纹的情况下，转动微调手轮，移动M1，可以看到条纹由中心向外涌出（或向中心涌入），在条纹开始涌出（或涌入）时，记下M1的位置d1。再继续移动M1同时开始计数，当条纹涌出（或涌入）条纹数N为100个时，记下M1的位置d2。计算出
?d?|d2?d1|,由公式??2?d计算出半导体激光波长?。测量三次取平均，有效数字取N三位。
5 强调实验注意事项
1 迈克尔逊干涉仪是精密的光学仪器，必须小心爱护。G1，G2，，M1，M2的表面不能用手触摸，不能任意擦揩，表面不清洁时请指导老师处理。实验操作前，对各个螺丝的作用及调节方法，一定要弄清楚，然后才能动手操作。调节时动作一定要轻缓。 2 转动手轮时一定要缓慢、均匀。 3 为了防止引进回程差（螺距差），每项测量时必须沿同一方向转动手轮，途中不能倒退。 4 在用激光器测波长时，M1镜的位置应保持在30——60mm范围内。
5 做本实验时，要特别注意保持安静，不得大声喧哗，不得随意离开座位来回走动，以免引起振动影响本人及其它同学实验。 二 例题
1 总结迈克尔逊干涉仪的调整要点及规律
2 用等厚干涉的光程差公式说明，当d增大时，干涉条纹由直变弯。 三 练习题
1 迈克尔逊干涉仪的分光形式是：（1） （1）分振幅方式 （2）分波阵面方式
2 迈克尔逊干涉仪的读数误差是（2） （1） 0.0001mm （2）0.00001mm
3 迈克尔逊干涉仪的两臂的光程基本相等时，对应的干涉条纹是（2） （1） 圆形条纹 （2） 直条纹
4 迈克尔逊干涉中，条纹涌出，说明形成的干涉空气“薄膜”是（2） （1） 变薄 （2） 变厚
5 迈克尔逊等倾干涉圆环中心的干涉级次比外边的（1） （1）高 （2）低
6 迈克尔逊干涉中，若采用白光源，则干涉条纹是（1） （1）定域条纹 （2） 非定域条纹
7 采用激光的迈克尔逊干涉试验中，干涉条纹是（2） （1）定域条纹 （2） 非定域条纹
8 观察定域条纹的办法（1） （1）眼睛直接观察 （2）毛玻璃接收
9 在单色光干涉条件下，去掉补偿镜是否影响实验的正常进行？ 10 测He-Ne激光波长时，要求n尽可能大，为什么？
11 如果去掉干涉仪中的补偿板，对那些测量有影响？那些测量无影响？ 12 白光干涉条纹的出现必须在两臂基本相等条件下，为什么？ 13 为什么想向“等光程”状态调节时，圆条纹变粗变疏？
14 迈克尔逊干涉仪中的圆状干涉条纹与牛顿环的性质是否相同？为什么？ 15 为什么在测量过程中，微调鼓轮的转动方向不能中途改变？ 16 怎样利用干涉条纹的涌出和陷入来测定光的波长？
17 调节迈克尔逊干涉仪时看到亮点为什么是两排而不是两个？ 18 请自行设计方案
（1）测钠黄光波及钠黄光双线波长差，观测条纹可见度的变化。
（2）测量钠光的相干长度，观察氦氖激光的相干情况（不必测出相干长度） （3）调节观察白光干涉条纹，测透明薄片的折射率或厚度。 19 在迈克尔逊干涉仪的一臂中，垂直插入折射率为1.45的透明薄膜，此时视场中观察到15个条纹移动，若所用照明光波长500nm，求该薄膜厚度。 参考答案： 例题
1 答：调整迈氏干涉仪的要点及规律如下
（1）迈氏干涉仪导轨水平（调迈氏仪底座脚螺丝）
（2）激光束水平并垂直于干涉仪导轨，且反射到M1，M2反射镜中部
（3）M1与M2’应平行，即M1与M2垂直。通过调节M2背面的螺丝，使两排光点中，最亮的亮点重合
（4） 加入短焦距透镜，观察到干涉条纹后，在调出圆形条纹的过程中，需根据条纹的形状来判断M1与M2的相对倾度，分别调节M2的两个微调拉簧。 2 答：根据??2dcos?
??2dcos??2d(1?sin2?2)可得d??k.?
2(n?n0)在M1与M2’交线处，d=0，????k?2(n?n0)d，对应的干涉条纹成中央明纹。在交线两
2侧附近，因d和?都很小，上式中的d?可以忽略，??2d，所以条纹近似直线。而离交
2线较远处，d?不能忽略，所以干涉条纹随d的增大而由直变弯。
练习题 9 不影响
10 n 越大，对应反射镜位移?d越大，由读数带来的相对误差越小。
11 去掉补偿板，对于单色光的干涉实验测量没有影响，对于复色光干涉测量有影响。 12 因为产生干涉条纹的必要条件之一是：光束之间的光程差要小于光源的波列长度，而白光的波列长度只有10微米左右，因此要求两臂基相等。
13 因为光程差??2dcos?，向“等光程”调节时，d由大变小，因此?要变化一个波长（对应一个条纹），对应的?变化范围应该增大，即条纹变粗变疏了。
14 不同。迈克尔逊干涉中的圆状干涉条纹是等倾干涉，牛顿环是等厚干涉。 15 避免引入回程差（螺旋差）
16 测出M1移动的距离?d，并读出“陷”进或“涌”出的干涉环的数目?m，便可由下式算出单色光源的波长
??2?d ?m17 是由分束镜、补偿镜都有一定厚度，它们的两个表面都会产生光的反射和折射引起的 18 略
19 提示：垂直插入折射率n=1.45的透明薄膜后，光程差改变：???2(n?n0)d，这个改变与移动的条纹以及波长的关系：???k?，????k?，所以d??k.?
2(n?n0)