大學(xué)物理115邁克耳孫干涉儀課件

11-1相干光11-2楊氏雙縫干涉勞埃德鏡11-3光程薄膜干涉11-4劈尖牛頓環(huán)11-5邁克耳孫干涉儀第十一章光學(xué)---光的干涉11-1相干光第十一章光學(xué)---光的干涉1邁克耳孫

邁克耳孫

2邁克耳孫

(AlbertAbrabanMichelson,1852─1931)

美國物理學(xué)家．1852年12月19日出生于普魯士斯特雷諾（現(xiàn)屬波蘭），后隨父母移居美國，1877年畢業(yè)于美國海軍學(xué)院，曾任芝加哥大學(xué)教授，美國科學(xué)促進協(xié)會主席,美國科學(xué)院院長；還被選為法國科學(xué)院院士和倫敦皇家學(xué)會會員，1931年5月9日在帕薩迪納逝世．邁克耳孫

美國物理學(xué)家．1852年12月13

邁克耳孫主要從事光學(xué)和光譜學(xué)方面的研究，他以畢生精力從事光速的精密測量，在他的有生之年，一直是光速測定的國際中心人物．

1881年，他發(fā)明了一種用以測定微小長度、折射率和光波波長的干涉儀（邁克耳孫干涉儀），在研究光譜線方面起著重要的作用．邁克耳孫主要從事光學(xué)和光譜學(xué)方面的研究，他以畢生精力41887年他與美國物理學(xué)家E.W.莫雷合作，進行了著名的邁克耳孫-莫雷實驗，這是一個最重大的否定性實驗，它動搖了經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)．1887年他與美國物理學(xué)家E.W.莫雷合作，進5

邁克耳孫首倡用光波波長作為長度基準，提出在天文學(xué)中利用干涉效應(yīng)的可能性，并且用自己設(shè)計的星體干涉儀測量了恒星參宿四的直徑．

由于創(chuàng)制了精密的光學(xué)儀器和利用這些儀器所完成的光譜學(xué)和基本度量學(xué)研究，邁克耳孫于1907年獲諾貝爾物理學(xué)獎．邁克耳孫首倡用光波波長作為長度基準，提出在天文6單色光源反射鏡反射鏡一邁克耳孫干涉儀光路及結(jié)構(gòu)與成角補償板分光板

移動導(dǎo)軌單色光源反射鏡反射鏡一邁克耳孫干涉儀光路及結(jié)構(gòu)與7反射鏡反射鏡單色光源光程差

的像反射鏡反射鏡單色光源光程差的像8當不垂直于時，可形成劈尖型等厚干涉條紋.反射鏡反射鏡單色光源當不垂直于時，可形成劈尖型等厚干涉條9二邁克耳孫干涉儀的主要特性(1)兩相干光束完全分開；

(2)兩光束的光程差可調(diào).二邁克耳孫干涉儀的主要特性(1)兩相干光束完全分開；10三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測長度或波長．d↑?k↑

更高級次的環(huán)從中心“涌出”，所有的環(huán)都往外擴。d↓?k↓原最高級次的環(huán)向中心“縮進”，所有的環(huán)都往里縮。明紋暗紋三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測11

干涉條紋的移動

當與之間距離變大時，圓形干涉條紋從中心一個個涌出,并向外擴張,干涉條紋變密;

距離變小時，圓形干涉條紋一個個向中心縮進,干涉條紋變稀

.干涉條紋的移動當與之12三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測長度或波長．d↑?k↑

更高級次的環(huán)從中心“涌出”，所有的環(huán)都往外擴。d↓?k↓原最高級次的環(huán)向中心“縮進”，所有的環(huán)都往里縮。明紋暗紋三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測13干涉條紋移動數(shù)目移動距離移動反射鏡三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測長度或波長．干涉條紋移動數(shù)目移動反射鏡三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可14

在光譜學(xué)中，應(yīng)用精確度極高的近代干涉儀可以精確地測定光譜線的波長極其精細結(jié)構(gòu)；在天文學(xué)中，利用特種天體干涉儀還可測定遠距離星體的直徑等。1960年國際計量會議上,規(guī)定用氪-86在液氮溫度下的2p10-5d5的橙色光在真空中的波長的1,650,763.73倍做為長度的標準單位。

使精度提高了兩個數(shù)量級,由10-7-10-9米。在光譜學(xué)中，應(yīng)用精確度極高的近代干涉儀可以精確地測定15插入介質(zhì)片后光程差光程差變化干涉條紋移動數(shù)目介質(zhì)片厚度光程差2.可用在光路中加入介質(zhì)片的方法，測介質(zhì)片的折射率或厚度．插入介質(zhì)片后光程差光程差變化干涉條紋移動數(shù)目介質(zhì)片厚度光程差16

長的玻璃管，其中一個抽成真空，另一個則儲有壓強為的空氣,用以測量空氣的折射率.設(shè)所用光波波長為546nm，實驗時，向真空玻璃管中逐漸充入空氣，直至壓強達到為止.在此過程中，觀察到107.2條干涉條紋的移動，試求空氣的折射率.例

在邁克耳孫干涉儀的兩臂中，分別插入解長的玻璃管，其中一17“以太”參考系是絕對靜止系邁克耳孫-莫雷實驗GM1M2T設(shè)“以太”參考系為系實驗室為系:系相對于系的速度“以太”參考系是絕對靜止系邁克耳孫-莫雷實驗GM1M2T設(shè)“18GM1M2T（從系看）M1

GG

M2G

M1G

M1

GGM1M2T（從系看）M1GG19GM1M2T（從系看）M2

GG

M2

GG

M2G

M2G

M1

GGM1M2T（從系看）M2GG20儀器可測量精度

實驗結(jié)果

未觀察到地球相對于“以太”的運動.儀器可測量精度實驗結(jié)果21結(jié)論：作為絕對參考系的以太不存在.

以后又有許多人在不同季節(jié)、時刻、方向上反復(fù)重做邁克耳孫-莫雷實驗．近年來,利用激光使這個實驗的精度大為提高,但結(jié)果卻沒有任何變化．結(jié)論：作為絕對參考系的以太不存在.以后又有許多人在22

邁克耳孫-莫雷實驗測到以太漂移速度為零,對以太理論是一個沉重的打擊,被人們稱為是籠罩在19世紀物理學(xué)上空的一朵烏云.邁克耳孫-莫雷實驗測到以太漂移速度為零,對以太理論是23

作業(yè)P169:11-2011-2211-23

作業(yè)2411-1相干光11-2楊氏雙縫干涉勞埃德鏡11-3光程薄膜干涉11-4劈尖牛頓環(huán)11-5邁克耳孫干涉儀第十一章光學(xué)---光的干涉11-1相干光第十一章光學(xué)---光的干涉25邁克耳孫

邁克耳孫

26邁克耳孫

(AlbertAbrabanMichelson,1852─1931)

美國物理學(xué)家．1852年12月19日出生于普魯士斯特雷諾（現(xiàn)屬波蘭），后隨父母移居美國，1877年畢業(yè)于美國海軍學(xué)院，曾任芝加哥大學(xué)教授，美國科學(xué)促進協(xié)會主席,美國科學(xué)院院長；還被選為法國科學(xué)院院士和倫敦皇家學(xué)會會員，1931年5月9日在帕薩迪納逝世．邁克耳孫

美國物理學(xué)家．1852年12月127

邁克耳孫主要從事光學(xué)和光譜學(xué)方面的研究，他以畢生精力從事光速的精密測量，在他的有生之年，一直是光速測定的國際中心人物．

1881年，他發(fā)明了一種用以測定微小長度、折射率和光波波長的干涉儀（邁克耳孫干涉儀），在研究光譜線方面起著重要的作用．邁克耳孫主要從事光學(xué)和光譜學(xué)方面的研究，他以畢生精力281887年他與美國物理學(xué)家E.W.莫雷合作，進行了著名的邁克耳孫-莫雷實驗，這是一個最重大的否定性實驗，它動搖了經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)．1887年他與美國物理學(xué)家E.W.莫雷合作，進29

邁克耳孫首倡用光波波長作為長度基準，提出在天文學(xué)中利用干涉效應(yīng)的可能性，并且用自己設(shè)計的星體干涉儀測量了恒星參宿四的直徑．

由于創(chuàng)制了精密的光學(xué)儀器和利用這些儀器所完成的光譜學(xué)和基本度量學(xué)研究，邁克耳孫于1907年獲諾貝爾物理學(xué)獎．邁克耳孫首倡用光波波長作為長度基準，提出在天文30單色光源反射鏡反射鏡一邁克耳孫干涉儀光路及結(jié)構(gòu)與成角補償板分光板

移動導(dǎo)軌單色光源反射鏡反射鏡一邁克耳孫干涉儀光路及結(jié)構(gòu)與31反射鏡反射鏡單色光源光程差

的像反射鏡反射鏡單色光源光程差的像32當不垂直于時，可形成劈尖型等厚干涉條紋.反射鏡反射鏡單色光源當不垂直于時，可形成劈尖型等厚干涉條33二邁克耳孫干涉儀的主要特性(1)兩相干光束完全分開；

(2)兩光束的光程差可調(diào).二邁克耳孫干涉儀的主要特性(1)兩相干光束完全分開；34三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測長度或波長．d↑?k↑

更高級次的環(huán)從中心“涌出”，所有的環(huán)都往外擴。d↓?k↓原最高級次的環(huán)向中心“縮進”，所有的環(huán)都往里縮。明紋暗紋三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測35

干涉條紋的移動

當與之間距離變大時，圓形干涉條紋從中心一個個涌出,并向外擴張,干涉條紋變密;

距離變小時，圓形干涉條紋一個個向中心縮進,干涉條紋變稀

.干涉條紋的移動當與之36三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測長度或波長．d↑?k↑

更高級次的環(huán)從中心“涌出”，所有的環(huán)都往外擴。d↓?k↓原最高級次的環(huán)向中心“縮進”，所有的環(huán)都往里縮。明紋暗紋三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測37干涉條紋移動數(shù)目移動距離移動反射鏡三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可用移動反射鏡Ｍ1的方法，測長度或波長．干涉條紋移動數(shù)目移動反射鏡三邁克爾孫干涉儀的應(yīng)用１.可38

在光譜學(xué)中，應(yīng)用精確度極高的近代干涉儀可以精確地測定光譜線的波長極其精細結(jié)構(gòu)；在天文學(xué)中，利用特種天體干涉儀還可測定遠距離星體的直徑等。1960年國際計量會議上,規(guī)定用氪-86在液氮溫度下的2p10-5d5的橙色光在真空中的波長的1,650,763.73倍做為長度的標準單位。

使精度提高了兩個數(shù)量級,由10-7-10-9米。在光譜學(xué)中，應(yīng)用精確度極高的近代干涉儀可以精確地測定39插入介質(zhì)片后光程差光程差變化干涉條紋移動數(shù)目介質(zhì)片厚度光程差2.可用在光路中加入介質(zhì)片的方法，測介質(zhì)片的折射率或厚度．插入介質(zhì)片后光程差光程差變化干涉條紋移動數(shù)目介質(zhì)片厚度光程差40

長的玻璃管，其中一個抽成真空，另一個則儲有壓強為的空氣,用以測量空氣的折射率.設(shè)所用光波波長為546nm，實驗時，向真空玻璃管中逐漸充入空氣，直至壓強達到為止.在此過程中，觀察到107.2條干涉條紋的移動，試求空氣的折射率.例

在邁克耳孫干涉儀的兩臂中，分別插入解長的玻璃管，其中一41“以太”參考系是絕對靜止系邁克耳孫-莫雷實驗GM1M2T設(shè)“以太”參考系為系實驗室為系:系相對于系的速度“以太”參考系是絕對靜止系邁克耳孫-莫雷實驗GM1M2T設(shè)“42GM1