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迈克尔逊干涉仪

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迈克尔逊干涉仪  迈克尔逊干涉仪,英文名:MichelsON''s interferometer,是为了研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器,它主要利用干涉条纹精确测定长度或长度改变。为美国的物理学家迈克尔逊和莫雷合作的产物,利用该仪器的原理,后人研制出多种专用干涉仪。

  G2是一面镀上半透半反膜,M1、M2为平面反射镜,M1是固定的,M2和G1精密丝相连,使其可以向前后移动,最小读数为10-4mm,可估计到10-5mm, M1和M2后各有几个小螺丝可调节其方位。当M2和M1’严格平行时,M2会移动,表现为等倾干涉的圆环形条纹不断从中心“吐出”或向中心“吞进”。两平面镜之间的“空气间隙”距离增大时,中心就会“吐出”一个个条纹;反之则“吞进”。M2和M1’不严格平行时,则表现为等厚干涉条纹,在M2移动时,条纹不断移过视场中某一标记位置,M2平移距离 d 与条纹移动数 N 的关系满足。

  经M2反射的光三次穿过分光板,而经M1反射的光通过分光板只一次。补偿板的设置是为了消除这种不对称。在使用单色光源时,可以利用空气光程来补偿,不一定要补偿板;但在复色光源时,由于玻璃和空气的色散不同,补偿板则是不可或缺的。

  如果要观察白光的干涉条纹,臂基本上完全对称,也就是两相干光的光程差要非常小,这时候可以看到彩色条纹;假若M1或M2有略微的倾斜,就可以得到等厚的交线处(d=0)的干涉条纹为中心对称的彩色直条纹,中央条纹由于半波损失为暗条纹。

  迈克耳孙干涉仪在史上最著名的应用就是它在迈克耳孙-莫雷实验中对以太风观测中所得到的零结果,这为狭义相对论的基本假设提供了实验依据。除此之外,由于激光干涉仪能够非常精确地测量干涉中的光程差,在当今的引力波探测中迈克尔逊干涉仪以及其他种类的干涉仪都得到了相当广泛的应用。

  激光干涉引力波天文台(LIGO)等诸多地面激光干涉引力波探测器的基本原理就是通过迈克耳孙干涉仪来测量由引力波引起的激光的光程变化,而在计划中的激光干涉空间天线(LISA)中,应用迈克耳孙干涉仪原理的基本构想也已经被提出。

  迈克耳孙干涉仪还被应用于寻找太阳系外行星的探测中,虽然在这种探测中马赫-曾特干涉仪的应用更加广泛。迈克耳孙干涉仪还在延迟干涉仪,即光学差分相移键控解调器(Optical DPSK)的制造中有所应用,这种解调器可以在波分复用网络中将相位调制转换成振幅调制。

  概括来说应当有如下几点:1. 微小位移量和微振动的测量;2. 角度测量;3.薄透明体的厚度及折射率的同时测量;4.气体浓度的测量;5.引力波探测(超大型迈克尔逊干涉仪)

  (1)千万不要用手触摸光学表面,且要防止唾液溅到光学表面上。

  (2)在调节螺钉和转动手轮时,一定要轻、慢,决不能强扭硬扳。

  (3)反射镜背后的粗调螺钉不可旋得太紧,用来防止镜面的变形。

  (4)在调整反射镜背后粗调螺钉时,先要把微调螺钉调在中间位置,以便能在两个方向上作微调。

  (5)测量中,转动手轮只能缓慢地沿一个方向前进(或后退),否则会引起较大的空回误差。



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dolphin    


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