实验重点:

1.迈克尔逊干涉仪的干涉原理;

2.非定域干涉和时间相干性;

3.测量激光波长和介质的折射率.

实验难点:

1.等臂情况下的白光干涉条纹的调节;

2.有测量介质条件下的白光干涉条纹的调节.

辅助功能介绍:

界面的右上角的功能显示框:当在普通做实验状态线,显示实验实际用时、记录数据按钮、结束实验按钮、注意事项按钮;在考试状态下,显示考试所剩时间的倒计时、记录数据按钮、结束考试按钮、显示试卷按钮(考试状态下显示)、注意事项按钮。

右上角工具箱:各种使用工具,如计算器等。

右上角help和关闭按钮:help可以打开帮助文件,关闭按钮功能就是关闭实验。

实验仪器栏:存放实验所需的仪器,可以点击其中的仪器拖放至桌面,鼠标触及到仪器,实验仪器栏会显示仪器的相关信息;仪器使用完后,则不允许拖动仪器栏中的仪器了。

提示信息栏:显示实验过程中的仪器信息,实验内容信息,仪器功能按钮信息等相关信息,按F1键可以获得更多帮助信息。

实验状态辅助栏:显示实验名称和实验内容信息(多个实验内容依次列出),当前实验内容显示为红色,其他实验内容为蓝色;可以通过单击实验内容进行实验内容之间的切换。切换至新的实验内容后,实验桌上的仪器会重新按照当前实验内容进行初始化。

实验操作方法:

一、光路调节

刚进入本实验程序时,实验桌上只有一个迈克尔逊干涉仪。

从仪器栏拖入HeNe激光器和短焦透镜,放置好位置。如下图。

双击激光器打开调节界面,点击电源开关打开电源,关闭调节界面。

双击小孔光阑打开调节界面。调节高度,并注意桌面上的干涉仪,当激光恰好可以通过小孔光阑照在干涉仪上时停止调节,关闭调节窗口

双击迈克尔逊干涉仪,点击观察屏(毛玻璃)。鼠标按下M2镜上的三个旋钮调节M2镜的方向,使两排光点重合。如下图。关闭调节窗口。

光路调节完成。如下图。

二、测量HeNe激光波长

移除小孔光阑,放入扩束镜。看见干涉仪上出现明亮的干涉条纹。小心的调节M2镜上的旋钮,使条纹圆环的中心在毛玻璃的中心。

调节粗调旋钮,使条纹处于比较容易数清楚的粗细,然后选择一个位置作为起始位置,记下此时的读数,点击微调旋钮进行调节,当图像“吞吐”50个条纹的时候记下当前读数,连续记录8次数据。

利用逐差法处理数据并计算出结果。

三、测量钠光的波长和钠光双线的波长差

将HeNe激光器换成Na光源,移除扩束镜,打开干涉仪的调节窗口,右键点击毛玻璃,此时表示移除了干涉仪上的毛玻璃而用人眼直接去观察。

调节粗调旋钮是干涉图像清晰。然后按照测量HeNe激光的波长的方法测量Na光的波长。

转动粗调旋钮,记录读数从最不清晰的状态到下一个最不清晰的状态时读数的变化,连续记录几组数据。然后用逐差法处理并计算出Na光双线的波长差。

四、测量透明薄片的折射率

使用HeNe激光器,调节好光路,是干涉条纹的中心位于毛玻璃的中心。然后转动粗调旋钮,使干涉条纹处于最粗的状态(此时无法看清条纹)。移除HeNe激光器和扩束镜,换上白光源并打开电源。

打开干涉仪的调节窗口,右键点击毛玻璃,此时表示移除了干涉仪上的毛玻璃而用人眼直接去观察。

点击眼睛图标打开观察窗口。

小心的调节粗调旋钮,会在附近的某一个位置发现观察窗口中出现彩色的干涉条纹。如果条纹过粗或者过细,可以轻轻的调节M2镜上的旋钮,使条纹处于合适的粗细,转动微调旋钮中央黑纹位置视场中心,记录下当前读数。

鼠标选择待测薄片选择面板来放置薄片。此时中央黑纹偏离了中心,调节微调旋钮使条纹再次回到视场中心,记录此时的读数。

根据具体公式计算时条纹的折射率。