2021-2022學(xué)年高二物理競賽課件：邁克耳孫干涉儀

1、邁克耳孫干涉儀 邁克耳孫干涉儀SM2M1邁克耳孫干涉儀 (1880年)1. 結(jié)構(gòu)2. 原理半透半反膜補(bǔ)償板補(bǔ)償板半透半反膜 M1、M2偏離垂直 等厚條紋 M1、M2垂直 等傾條紋dRrO平行光垂直入射球面透鏡與平玻璃表面之間的空氣膜。由幾何關(guān)系 形狀：同心圓環(huán)（由等厚條紋+幾何結(jié)構(gòu)決定）條紋間隔分布：內(nèi)疏外密條紋級(jí)次分布： 條紋特點(diǎn) 圓心處為0級(jí)暗紋。半徑越大，級(jí)次越高。(與等傾干涉條紋不同)若壓緊透鏡， 牛頓環(huán)的條紋向外擴(kuò)張。 牛頓環(huán)的應(yīng)用 檢驗(yàn)透鏡表面質(zhì)量波長或球面透鏡半徑測量第k + m和第k級(jí)暗條紋半徑解：聯(lián)立求解：ORr例 用鈉燈（ = 589.3 nm ）觀察牛頓環(huán)，看到第k條暗環(huán)

2、的半徑為r = 4 mm，第k+5條暗環(huán)半徑r = 6 mm，求所用平凸透鏡的曲率半徑R。OR2rd2d1dR1例 已知標(biāo)準(zhǔn)平凸透鏡 R1=102.3 cm，入射光 =583.9 nm，測得第4條暗環(huán)(k=4)的半徑 r4=2.25 cm， 求待測凹面鏡的半徑 R2。解： 條紋的移動(dòng)也可由其他原因引起，如介質(zhì)膜的插入或移去，此時(shí)引起的條紋移動(dòng)數(shù)目：由此可測定介質(zhì)膜的厚度 d 或折射率 n 。 可測定光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)。 若M2平移d 時(shí)，干涉條紋移過N條，則有 由此可測量微小位移d 或波長。應(yīng)用例 當(dāng)把折射率為n=1.40的薄膜放入邁克耳孫干涉儀的一臂時(shí)，如果產(chǎn)生了7.0條條紋的移動(dòng)，求薄膜的厚度。（已知鈉光的波長為 = 589.3 nm）解：t光的衍射現(xiàn)象光在傳播過程中遇到障礙物后會(huì)偏離原來的直線傳播方向，并在繞過障礙物后空間各點(diǎn)光強(qiáng)會(huì)產(chǎn)生一定規(guī)律的分布。圓孔衍射單縫衍射菲涅耳衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射菲涅耳衍射 光源、障礙物與屏間距離均有限遠(yuǎn) 夫瑯禾費(fèi)衍射 光源、障礙物與屏間均相距無限遠(yuǎn)惠更斯菲涅耳原理在任一時(shí)刻，波陣面上每一未被阻擋的點(diǎn)均起著次級(jí)球面子波波源的作用，障礙物后任一點(diǎn)上光場的振幅是所有這些子波源所發(fā)出的球面子波的相干疊加。若已知某時(shí)刻的波陣面振幅矢量疊加法。 子波在P點(diǎn)引起