设计一个观察激光等厚干涉的实验装置

『壹』 某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图（a）所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个

（来1）光的干涉现象说明光具源有波动性．
（2）游标卡尺的主尺读数为8mm+0.1×6mm=8.6mm，则相邻条纹的间距△x＝

8.6

3

mm＝2.87mm，
根据△x＝

L

d

λ得，波长λ＝

△xd

L

＝

2.87×10?3×0.22×10?3

1

≈6.3×10^-7m．
故答案为：（1）波动；（2）8.6；6.3×10^-7

『贰』 某同学设计了一个测定激光波长的实验装置，如图甲所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端

（1）双缝的缝间距离为d，双缝到感光片的距离为L，感光片上相邻两光点间的距离为△x，则光的专波长λ=

d△x

L

=

ab

L

由游标卡属尺的读数原理知第1到第4个光点的距离是8.6mm．
由题意知：b=

8.6

3

mm，d=0.22mm，L=1.0000m
所以波长为：λ=

ab

L

=

0.22×10?3× 8.6 3 ×10?3

1

=6.3×10^-7m．
（2）蓝光波长小于红光波长，由λ=

dx

L

知：变小．
故答案为：（1）

ab

L

，8.6，6.3×10^-7；（2）变小．

『叁』 如何用迈克尔逊干涉仪得到等厚干涉

一、方法： （1）准备工作： 从光路中取出扩束镜。开启激光器并调节位置，使激光束内沿反光镜2的法线方向入射到容分光镜的中心，这时在方向的观察屏上应该可以看到分别由M1和M2两个反光镜反射产生的若干个激光光斑。如果只观察到一个反光镜产生的光如何用迈克尔逊干涉仪得到等厚干涉

『肆』 大学物理设计性实验报告

.设计实验，观察白光的干涉条纹，并讨论出现干涉条纹的条件和条纹形状。 提示 在白炽灯前加毛玻璃，把M1与M2'（M2对半反射镜所成的像）的距离调节到接近于0。 2.设计实验，观察汞绿光的非定域干涉和激光的定域干涉。 提示 在汞灯前加绿色滤光片和小孔光阑，以形成点光源；在激光器前加透镜扩束后再加2－3块毛玻璃，以形成面光源。 3.在迈克耳孙干涉仪的一臂光路上插入一块薄平行玻璃片，调节两反射镜的相对角度和位置，会看到什么现象？试分析讨论产生这些现象的原因，并利用该干涉仪测出此玻璃片材料的折射率。（提示：玻璃片的厚度可用千分尺测出。） 提示 参阅附件2。 4.已知钠灯中有两条波长相近、强度相同的黄色谱线。用钠灯照射迈克耳孙干涉仪，并调节两反射镜的相对位置，会看到什么现象？试分析讨论产生这些现象的原因，并由此测出两黄光的平均波长λ，波长差Δλ和钠黄光的相干长度Δλ。（注意：这里，为什么？） 提示 公式中的Δλ是一条谱线中所含的波长范围，并非两谱线之波长差。 5.设计实验，证明等倾干涉定域在无限远。 提示 将干涉仪调节到出现等倾条纹，在观察屏前用透镜聚焦，可看到观察屏上有清晰条纹的位置正好在透镜的焦平面处。 6.试设计一个不用迈克耳孙干涉仪而能观察等倾干涉的实验。 提示 可先将氦氖激光扩束（直径约1厘米以上），然后用透镜（焦距5厘米左右）会聚到一块平行平面玻璃片上（两表面的夹角约小于1'，厚度约2-3毫米），使入射角尽量小，则可在反射光斑中观察到明显的等倾干涉条纹。 7.设计实验，测出等厚干涉定域在何处，验证该定域位置与两反射镜相对位置的关系。 提示 将干涉仪调节到出现等厚条纹，在观察屏前用透镜聚焦，仔细调节到可在观察屏上看到清晰的条纹，根据透镜的物像关系计算出物的位置，即为等厚条纹的定域位置。定域位置与两反射镜相对位置的关系可根据下式算出：
其中，D是定域位置与M1的距离，d是M1与M2'距离，a是M1与M2'的夹角，i是光的入射角。此式的证明，可参阅参考材料2，第123页。 在实验时要注意使入射角大一些，以便于测量。否则i≈0，D≈0。 8.设计实验，利用迈克耳孙干涉仪估测各种滤光片的单色性。（提示：可估测白光通过它们后的相干长度而得。） 提示 改变d，使它从负几厘米到正几厘米（条纹从模糊到清晰再到模糊），从中得到相干长度Δλ，算出Δλ。 9.利用迈克耳孙干涉仪设计并实行你自己想做的实验。（注意：该实验设计方案要征得实验指导老师的同意后方可实行。）

『伍』 设计实验 利用迈克耳孙干涉仪估测各种滤光片的单色性

.设计实验，观察白光的干涉条纹，并讨论出现干涉条纹的条件和条纹形状。 提示在白炽灯前加毛玻璃，把M1与M2'（M2对半反射镜所成的像）的距离调节到接近于0。2.设计实验，观察汞绿光的非定域干涉和激光的定域干涉。提示 在汞灯前加绿色滤光片和小孔光阑，以形成点光源；在激光器前加透镜扩束后再加2－3块毛玻璃，以形成面光源。3.在迈克耳孙干涉仪的一臂光路上插入一块薄平行玻璃片，调节两反射镜的相对角度和位置，会看到什么现象？试分析讨论产生这些现象的原因，并利用该干涉仪测出此玻璃片材料的折射率。（提示：玻璃片的厚度可用千分尺测出。）提示 参阅附件2。4.已知钠灯中有两条波长相近、强度相同的黄色谱线。用钠灯照射迈克耳孙干涉仪，并调节两反射镜的相对位置，会看到什么现象？试分析讨论产生这些现象的原因，并由此测出两黄光的平均波长λ，波长差Δλ和钠黄光的相干长度Δλ。（注意：这里 ，为什么？） 提示 公式中的Δλ是一条谱线中所含的波长范围，并非两谱线之波长差。5.设计实验，证明等倾干涉定域在无限远。提示 将干涉仪调节到出现等倾条纹，在观察屏前用透镜聚焦，可看到观察屏上有清晰条纹的位置正好在透镜的焦平面处。6.试设计一个不用迈克耳孙干涉仪而能观察等倾干涉的实验。提示 可先将氦氖激光扩束（直径约1厘米以上），然后用透镜（焦距5厘米左右）会聚到一块平行平面玻璃片上（两表面的夹角约小于1'，厚度约2-3毫米），使入射角尽量小，则可在反射光斑中观察到明显的等倾干涉条纹。7.设计实验，测出等厚干涉定域在何处，验证该定域位置与两反射镜相对位置的关系。提示 将干涉仪调节到出现等厚条纹，在观察屏前用透镜聚焦，仔细调节到可在观察屏上看到清晰的条纹，根据透镜的物像关系计算出物的位置，即为等厚条纹的定域位置。定域位置与两反射镜相对位置的关系可根据下式算出： 其中，D是定域位置与M1的距离，d是M1与M2'距离，a是M1与M2'的夹角，i是光的入射角。此式的证明，可参阅参考材料2，第123页。 在实验时要注意使入射角大一些，以便于测量。否则i≈0，D≈0。 8.设计实验，利用迈克耳孙干涉仪估测各种滤光片的单色性。（提示：可估测白光通过它们后的相干长度而得。）提示 改变d，使它从负几厘米到正几厘米（条纹从模糊到清晰再到模糊），从中得到相干长度Δλ，算出Δλ。9.利用迈克耳孙干涉仪设计并实行你自己想做的实验。（注意：该实验设计方案要征得实验指导老师的同意后方可实行。）

『陆』 某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置，如图所示．激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端

（1）该实验是来利用双自缝干涉测量光的波长．说明激光发生干涉现象．
（2）游标卡尺的主尺读数为8mm，游标读数为0.1×5=0.5mm．所以游标读数为8.5mm，即为第1个和第4个光点的距离．
则相邻两个光点的距离b＝

8.5

3

mm＝2.83mm，代入λ＝

ab

L

=6.2×10^-7m．
故本题答案为：（1）干涉（2）8.5，6.2×10^-7m．