⑴ 邁克爾遜干涉儀測光波波長
邁克爾遜干涉儀測量光波波長
【實驗原理】：
邁克爾遜干涉儀基本使用原理
1．等傾干涉和氦氖激光波長測定
調節邁克爾遜干涉儀,當M1、和M2的距離d一定時，所有傾角相同的兩平行光束都具有
相同的光程差， .它們會聚後的干涉叫強或減弱的情況相同，因此稱這種干涉為等
傾干涉．
2．測量光波的波長
在等傾干涉條件下，設平面鏡M1移動距離Δd時相應、冒出（或消失）的圓條紋數為N,
(其中Δd為測量值的 )
由上式可見，只要測量平面鏡M1移動Δd，同時數出相應冒出（或消失）的圓紋數N,就
可算出波長λ
M2′
d
i
A
B
C
D
①
②
M1
r
F
F′
P
L
n=1
P′
i′
S
圖2 等傾干涉
圖1 邁克爾遜干涉儀
S
P1
M2'
M2
M1
d
P2
E
①
②
①
②
【實驗儀器】：WSM-200 型邁克爾遜干涉儀，HE—NE激光器，,擴束鏡,墨鏡。
【實驗內容】；
1.邁克爾遜干涉儀的調節
熟讀光學實驗常用儀器部分邁克爾遜干涉儀的調節使用說明,並按此調節好．
2.測量氦氖激光的波長
（1） 輕輕轉動微調鼓輪(9),使平面鏡M1轉動,此時可在觀察屏上看到干涉圓紋
一個一個地從中心冒出(或消失)．
（2） 開始記數時，記錄平面鏡M1的位置讀數d0.
（3） 同方向繼續轉動微調鼓輪（9），數到中心圓紋向外冒出（或消失）100個時，
在記錄平面鏡M1的位置讀數d.
(4) 由式（34－4）計算出氦氖激光的波長λ．
(5) 重復上述步驟10次，算出波長的平均值λ，求出不確定度，並與公式值λ0＝6328Å
比較之．
測量氦氖激光束波長的數據處理（數據與我們測量的數據有差別，但是方法是一樣的）
N=50
次數i
1
44.25630
0.07945
0.7906
0.00030
6356
6325
24
2
44.24009
0.07927
6342
3
44.22423
0.07887
6310
4
44.20856
0.07886
6309
5
44.19265
0.07883
6306
6
44.17685
7
44.16082
8
44.14536
9
44.12970
10
44.11382
6325 24
100%
-0.05
=(0.07945+0.07927+0.07887+0.07886+0.07883)/5
=0.07906(mm)
注意：現在我們要用的公式是：
而且我們記錄的數據小數點後面只有三位！注意有效數字的取捨！
M1、M2的作用
從光源S發出的一束光經分光板M1的半反半透分成兩束光強近似相等的光束1和2，而M2作為補償板，使得兩束光在玻璃中走得光程相等，因此計算兩束光的光程差時，只需考慮兩束光在空氣中的幾何路程的差別。
邁克爾遜干涉儀的好處
（1）由於干涉儀所產生的干涉條紋和由平面M1和M2′之間的空氣薄膜所產生的干涉條紋是完全一樣的。M1和M2′之間所夾的空氣層形狀可以任意調節，如使M1與M2′平行、不平行、相交甚至完全重合。
（2）邁克爾遜干涉儀光路中把兩束相干光相互分離得很遠。這樣就可以在任一支光路里放進被研究得東西，通過干涉圖像得變化可以研究物質得某些物理特性，如氣體折射、測透明薄板的厚度等。
結果自己分析，不要抄襲
從實驗數據得知，該次實驗較為成功，所測量的氦氖激光波長的值與實際波長的值相對誤差絕對值小於1％。但實驗過程中，仍存在著諸多值得注意及不足之處，例如：
在調節由平面鏡M1、M2反射在觀察屏上的兩組光點像時，要求使兩組光點中最亮兩點完全重合，但如果因為相對較長時間的調試，我們對該亮點的視覺敏感度會降低，可能會使該兩點達不到完全重合，從而對實驗造成一定影響，使出現在觀察屏上的圓形條紋發生重疊，不能准確觀察、測量；
氦氖激光經過擴束鏡後成為反射光束，該光束沿不同方向反射到平面鏡M1、M2，仔細調節M1、M2後會在觀察屏上看到干涉條紋。如果激光沒有正好經過擴束鏡，觀察屏上看不到干涉條紋，所以在保證擴束鏡與激光等高的條件下，要仔細移動擴束鏡的位置，使得觀察屏上出現干涉條紋；
邁克爾干涉儀是科學研究的精密光學儀器,由於機械轉總存在有一定的間隙,都有回程差，在讀數的過程中，應使微調鼓輪向同一個方向轉動，盡量避免回程差:。
通過同一方向轉動微調鼓輪，使觀察屏上不斷消失圓形條紋。規定50環為一次記錄，分別從導軌、儀器窗口的刻度盤、微動手輪上讀出平面鏡M2的移動距離，再從微動手輪上估讀一位。但由於圓形條紋消失的條紋數不能准確為50環，即平面鏡M2移動的距離△d對應條紋數不為50，所以測量的氦氖激光波長與實際波長有較大出入。
⑵ 邁克爾遜干涉儀有哪些用途
邁克爾遜干涉儀，它是利用分振幅法產生雙光束以實現干涉。通過調整該干涉儀，可以產生等厚干涉條紋，也可以產生等傾干涉條紋。主要用於長度和折射率的測量，若觀察到干涉條紋移動一條，便是M2的動臂移動量為λ/2，等效於M1與M2之間的空氣膜厚度改變λ/2。在近代物理和近代計量技術中，如在光譜線精細結構的研究和用光波標定標准米尺等實驗中都有著重要的應用。
⑶ 邁克爾遜最早用邁克爾遜干涉儀做什麼
邁克爾遜干涉儀，是1883年美國物理學家邁克爾遜和莫雷合作，為研究「以太」漂移而設計製造出來的精密光學儀器
邁克爾遜的名字是和邁克爾遜干涉儀及邁克爾遜－莫雷實驗聯系在一起的，實際上這也是邁克爾遜一生中最重要的貢獻。在邁克爾遜的時代，人們認為光和一切電磁波必須藉助絕對靜止的「以太」進行傳播，而「以太」是否存在以及是否具有靜止的特性，在當時還是一個謎。有人試圖測量地球對靜止「以太」的運動所引起的「以太風」，來證明以太的存在和具有靜止的特性，但由於儀器精度所限，遇到了困難。麥克斯韋曾於1879年寫信給美國航海年歷局的D.P.托德，建議用羅默的天文學方法研究這一問題。邁克爾遜知道這一情況後，決心設計出一種靈敏度提高到億分之一的方法，測出與有關的效應。
1881年他在柏林大學亥姆霍茲實驗室工作，為此他發明了高精度的邁克爾遜干涉儀，進行了著名的以太漂移實驗。他認為若地球繞太陽公轉相對於以太運動時，其平行於地球運動方向和垂直地球運動方向上，光通過相等距離所需時間不同，因此在儀器轉動90°時，前後兩次所產生的干涉必有0.04條條紋移動。邁克爾遜用最初建造的干涉儀進行實驗，這台儀器的光學部分用蠟封在平台上，調節很不方便，測量一個數據往往要好幾小時。實驗得出了否定結果。
1884年在訪美的瑞利、開爾文等的鼓勵下，他和化學家莫雷（Morley,Edward Williams，1838～1923）合作，提高幹涉儀的靈敏度，得到的結果仍然是否定的。1887年他們繼續改進儀器，光路增加到11米，花了整整5天時間，仔細地觀察地球沿軌道與靜止以太之間的相對運動，結果仍然是否定的。這一實驗引起科學家的震驚和關注，與熱輻射中的「紫外災難」並稱為「科學史上的兩朵烏雲」。隨後有10多人前後重復這一實驗，歷時50年之久。對它的進一步研究，導致了物理學的新發展。邁克爾遜的另一項重要貢獻是對光速的測定。早在海軍學院工作時，由於航海的實際需要，他對光速的測定開始感興趣。
1879年開始光速的測定工作。他是繼菲佐、傅科、科紐之後，第四個在地面測定光速的。他得到了岳父的贈款和政府的資助，使他能夠有條件改進實驗裝置。他用正八角鋼質棱鏡代替傅科實驗中的旋轉鏡，由此使光路延長600米。返回光的位移達133毫米，提高了精度，改進了傅科的方法。他多次並持續進行光速的測定工作，其中最精確的測定值是在1924～1926年，在南加利福尼亞山間22英里長的光路上進行的，其值為（299796±4）km/s。邁克爾遜從不滿足已達到的精度，總是不斷改進，反復實驗，孜孜不倦，精益求精，整整花了半個世紀的時間，最後在一次精心設計的光速測定過程中，不幸因中風而去世，後來由他的同事發表了這次測量結果。