用迈克尔逊干涉仪测量玻璃的厚度(2)
时间:2017-05-26 10:58 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1. 实验原理 原理如图1所示。 和 是两块折射率和厚度都相同的平面玻璃板，并且平行放置。 的背面是半反射膜，是分光板； 是补偿板。 和 是平面反射镜，装在与 成45度角的彼此垂直的两臂上。 是固定的， 可以沿臂轴向前和向后平移。从光源处发出的激光，射到 板上，由于 分光板是半反射膜分束，因此光分为两束；第一束光被反射，然后垂直射到 上，再射到 上；第二束光射到 分光板之后，透过补偿板 ，垂直射到 反射镜上，反射光射到 的半反射膜上。事实上， 和 上的反射和距离为d的 和 上的反射等效，其中 是反射镜 的虚像， 与 之间形成空气薄膜。调节 背面的螺丝，要求两组点最亮的点的视图对齐领域的中心，以此形成等倾干涉。两束光形成一系列的同心环状干涉条纹图1(b)。旋转迈克尔逊干涉仪的粗手轮，先找到条纹变化的地方，然后把读数窗口的基准线和某刻度线对齐，在此过程中配合使用读数窗的刻度轮和微调手轮的刻度轮，记下初始的位置 。旋转微调手轮，当看到有N条干涉条纹涌出或陷入时，读出此时的位置的数据 。由公式： 可以算出波长；其中 [11]。 2. 实验内容 2.1 实验方法 2.1.1 用迈克尔逊干涉仪测量玻璃的厚度 按照迈克尔逊干涉仪的调整要求和方法，正确调节迈克尔逊干涉仪，使其达到正常的工作状态。 图2是迈克尔逊干涉仪的原理图。分束板和入射光的夹角是45度，用分振幅法得到两束相干光；它和补偿板平行，来消除附加光程差的影响。 为透镜，对入射激光起到扩束作用；在 透镜的后焦平面会汇聚两束平行的相干光，然后就可以在屏上看到清晰的干涉条纹。为方便从理论上进行分析、对比， 图 2 迈克尔逊干涉仪的原理 图 3 迈克尔逊干涉仪光程差的形成 当 (也就是 )时，在观测屏上可以看到等倾干涉条纹(明暗交替的同心圆环)。图3是没有放人被测物的光路图，由 与 的位置决定光程差的情况。图中让 到分束板的距离大于 到分束板的距离，取 ，空气的折射率取1，所以光学路程差△为： 根据干涉原理，等倾干涉明条纹的分布满足的条件是： (2) 如果在 和分束板之间的光路中放一个厚度为t、折射率为n的被测物，这时就 到分束板之间的等效光学路径就增加了 。由式(2)得这时的光程差 是： 然后放入被测物，那么等倾干涉明条纹的分布满足的条件是： (3) 选择适当的焦距为 的透镜 ，观测等倾干涉条纹并测它的中心点处的明条纹半径为 ( 很小)，并且满足 ，然后有 ； 。式(2)则可以写成： (责任编辑：qin) |