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邁克爾遜干涉儀
閱讀�28318�(shí)間:2011-07-14 00:05:16

  邁克爾遜干涉儀,英文名:Michelson''s interferometer,是為了研究“以太”漂移而設(shè)�(jì)制造出�(lái)的精密光�(xué)儀�,它主要利用干涉條紋精確測(cè)定長(zhǎng)度或�(zhǎng)度改�。為美國(guó)的物理學(xué)家邁克爾遜和莫雷合作的產(chǎn)�,利用該儀器的原理,后人研制出多種�(zhuān)用干涉儀�

�(jié)�(gòu)和工作原�

  G2是一面鍍上半透半反膜,M1、M2為平面反射鏡,M1是固定的,M2和G1精密絲相�,使其可以向前后移動(dòng),最小讀�(shù)�10-4mm,可估計(jì)�10-5mm, M1和M2后各有幾�(gè)小螺絲可�(diào)節(jié)其方位。當(dāng)M2和M1’嚴(yán)格平行時(shí),M2�(huì)移動(dòng),表現(xiàn)為等傾干涉的圓環(huán)形條紋不斷從中心“吐出”或向中心“吞�(jìn)”。兩平面鏡之間的“空氣間隙”距離增大時(shí),中心就�(huì)“吐出”一�(gè)�(gè)條紋;反之則“吞�(jìn)�。M2和M1’不�(yán)格平行時(shí),則表現(xiàn)為等厚干涉條�,在M2移動(dòng)�(shí),條紋不斷移�(guò)視場(chǎng)中某一�(biāo)記位置,M2平移距離 d 與條紋移�(dòng)�(shù) N 的關(guān)系滿��

邁克爾遜干涉儀示意

  邁克爾遜干涉儀示意

  �(jīng)M2反射的光三次穿過(guò)分光�,而經(jīng)M1反射的光通過(guò)分光板只一次。補(bǔ)償板的設(shè)置是為了消除這種不對(duì)�(chēng)。在使用單色光源�(shí),可以利用空氣光程來(lái)�(bǔ)�,不一定要�(bǔ)償板;但在復(fù)色光源時(shí),由于玻璃和空氣的色散不�,補(bǔ)償板則是不可或缺��

  如果要觀察白光的干涉條紋,臂基本上完全對(duì)�(chēng),也就是兩相干光的光程差要非常小,這時(shí)候可以看到彩色條�;假若M1或M2有略微的傾斜,就可以得到等厚的交線處(d=0)的干涉條紋為中心對(duì)�(chēng)的彩色直條紋,中央條紋由于半波損失為暗條紋�

�(yīng)�

  邁克耳孫干涉儀在史上最的應(yīng)用就是它在邁克耳孫-莫雷�(shí)�(yàn)中對(duì)以太�(fēng)觀�(cè)中所得到的零�(jié)�,這為狹義相對(duì)論的基本假設(shè)提供了實(shí)�(yàn)依據(jù)。除此之�,由于激光干涉儀能夠非常精確地測(cè)量干涉中的光程差,在�(dāng)今的引力波探�(cè)中邁克爾遜干涉儀以及其他種類(lèi)的干涉儀都得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)��

  激光干涉引力波天文�(tái)(LIGO)等諸多地面激光干涉引力波探測(cè)器的基本原理就是通過(guò)邁克耳孫干涉儀�(lái)�(cè)量由引力波引起的激光的光程變化,而在�(jì)劃中的激光干涉空間天線(LISA)中,應(yīng)用邁克耳孫干涉儀原理的基本構(gòu)想也已經(jīng)被提��

  邁克耳孫干涉儀還被�(yīng)用于尋找太陽(yáng)系外行星的探�(cè)�,雖然在這種探測(cè)中馬�-曾特干涉儀的應(yīng)用更加廣泛。邁克耳孫干涉儀還在延遲干涉儀,即光學(xué)差分相移鍵控解調(diào)器(Optical DPSK)的制造中有所�(yīng)�,這種解調(diào)器可以在波分�(fù)用網(wǎng)�(luò)中將相位�(diào)制轉(zhuǎn)換成振幅�(diào)��

  概括�(lái)�(shuō)�(yīng)�(dāng)有如下幾�(diǎn)�1. 微小位移量和微振�(dòng)的測(cè)��2. 角度�(cè)��3.薄透明體的厚度及折射率的同�(shí)�(cè)��4.氣體濃度的測(cè)��5.引力波探�(cè)(超大型邁克爾遜干涉儀)

一架光學(xué)臺(tái)上的邁克耳孫干涉儀

一架光�(xué)�(tái)上的邁克耳孫干涉儀

使用注意事項(xiàng)

 ?�?)千�(wàn)不要用手觸摸光學(xué)表面,且要防止唾液濺到光�(xué)表面��

 ?�?)在�(diào)節(jié)螺釘和轉(zhuǎn)�(dòng)手輪�(shí),一定要�、慢,決不能�(qiáng)扭硬��

 ?�?)反射鏡背后的粗�(diào)螺釘不可旋得太緊,用�(lái)防止鏡面的變彀�

 ?�?)在�(diào)整反射鏡背后粗調(diào)螺釘�(shí),先要把微調(diào)螺釘�(diào)在中間位�,以便能在兩�(gè)方向上作微調(diào)�

 ?�?)測(cè)量中,轉(zhuǎn)�(dòng)手輪只能緩慢地沿一�(gè)方向前�(jìn)(或后退),否則�(huì)引起較大的空回誤��

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