迈克尔逊干涉仪时间相干性大学物理课件.ppt

1、第五讲第五讲 迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪 时间相干性时间相干性第五讲第五讲 迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪 时间相干性时间相干性一、迈克尔逊干涉仪一、迈克尔逊干涉仪二、相干长度二、相干长度三、迈克尔三、迈克尔-莫雷实验莫雷实验1M 1M2MG1G21 1、迈克尔逊干涉仪工作原理、迈克尔逊干涉仪工作原理一、迈克尔逊干涉仪一、迈克尔逊干涉仪补偿板补偿板 分光板分光板 半透半反膜半透半反膜 M1与与M2垂直：垂直：等倾条纹等倾条纹若若M1平移平移 d 干涉条移过干涉条移过N条条2 Nd 测量微小位移测量微小位移干涉条纹干涉条纹2Md迈克耳孙等倾干涉迈克耳孙等倾干涉干涉条纹干涉条纹M1与与M2不垂直：

2、不垂直：劈尖等厚条纹劈尖等厚条纹若若M1平移平移 d 干涉条移过干涉条移过N条条2 Nd 测量微小位移测量微小位移1M 迈克尔逊等厚干涉迈克尔逊等厚干涉 二、迈克耳孙干涉仪的应用二、迈克耳孙干涉仪的应用 可用以观察各种干涉现象及其条纹的变动。可用以观察各种干涉现象及其条纹的变动。可用来对长度进行精密测量定义：可用来对长度进行精密测量定义：对光谱的精细结构进行精密的测量。对光谱的精细结构进行精密的测量。1 1米米1650763.731650763.73倍倍8686KrKr的橙色线光波长，的橙色线光波长，8686KrKr的橙色线的橙色线0 0=6057.802105=6057.8021051 1米

3、真空中光在米真空中光在1/2997294581/299729458秒内通过的距离秒内通过的距离4.4.用于长度和折射率的测量。用于长度和折射率的测量。例题例题：在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插入在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插入10.0cm10.0cm长的玻长的玻璃管，其中一个抽成真空，另一个则储有压强为璃管，其中一个抽成真空，另一个则储有压强为 的空气的空气,用以测量空气的折射率用以测量空气的折射率.。设所用光波波长为。设所用光波波长为546 nm546 nm，实验时，向真空玻璃管中逐渐充入空气至压强达到实验时，向真空玻璃管中逐渐充入空气至压强达到 为止。在此过程中为止。在此过程中 ，观察到

4、，观察到107.2107.2条干涉条纹的移动，试求空条干涉条纹的移动，试求空气的折射率。气的折射率。Pa 510013.1Pa 510013.1211 0 7 2(n)l.光光 程程 差差 改改 变变cm cm0.102105462.107122.10717ln29000.1 解：解：例题例题：当把折射率为当把折射率为n n=1.40=1.40的薄膜放入迈克尔孙干涉仪的一臂的薄膜放入迈克尔孙干涉仪的一臂时，如果产生了时，如果产生了7.07.0条条纹的移动，求薄膜的厚度条条纹的移动，求薄膜的厚度.(.(已知钠光的已知钠光的波长为波长为 =589.3nm.)=589.3nm.)解：解：tNtn)(12)1(2nNtm105.156m1)2(1.410589.37692M1M1G2GES1Ma1a2b1b2光程差光程差2M1M1G2GES1Ma1a2b1b2光程差光程差 Lmax L0Ltc相干长度相干长度相干时间相干时间二、时间相干性二、时间相干性三、迈克耳孙三、迈克耳孙-莫雷实验莫雷实验M221 12 SM1G1T22vc 22vc vc vc half-silvered mirrorv2212vcttLc 2122222 =cttvLkc 222vkLc光程差：光程差：整个装置转过整个装置转过900,光程差为光程差为