翁存程,洪凌鵬，余華恩

(福建師范大學，福建 福州　350007)

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邁克爾遜干涉儀反射鏡的調節(jié)

翁存程,洪凌鵬，余華恩

(福建師范大學，福建 福州350007)

摘 要：本文指出了目前邁克爾遜干涉儀的調節(jié)方法只能實現(xiàn)兩反射鏡相互垂直，但無法確定可移動反射鏡與其移動方向垂直的問題。通過研究，我們給出了一種實現(xiàn)兩反射鏡相互垂直且可移動反射鏡與其移動方向垂直的調節(jié)方法。

關鍵詞：邁克爾遜干涉儀；反射面；調節(jié)

邁克爾遜干涉儀是一種利用分振幅法獲得雙光束干涉的儀器[1-3]。邁克爾遜干涉實際上就是等厚干涉。利用邁克爾遜干涉儀進行測量前必須先調節(jié)邁克爾遜干涉儀，直到獲得等厚干涉。目前主要通過調節(jié)邁克爾遜干涉儀兩反射鏡背后的螺絲直到觀察到干涉圓環(huán)，然后微調水平拉簧螺絲和豎直拉簧螺絲使得干涉圓環(huán)不隨觀察者眼睛的移動而發(fā)生吞吐現(xiàn)象。這樣即可獲得等厚薄膜干涉且被認為邁克爾遜干涉儀調節(jié)完成[1-3]。顯然，目前的調節(jié)方法僅能實現(xiàn)邁克爾遜干涉儀兩反射鏡相互垂直，卻無法確定可移動反射鏡與其移動方向垂直，而且利用這樣調節(jié)的邁克爾遜干涉儀進行測量將影響測量結果的準確性[4-5]。本文中，我們給出了一種可實現(xiàn)兩反射鏡相互垂直且可移動反射鏡與其移動方向垂直的調節(jié)方法。

1分析

圖1　邁克爾遜干涉簡圖

2Δd=nλ

(1)

其中λ為入射光波的波長。

2Δdcosθ=nλ

(2)

根據(jù)方程式(1)和(2)，顯然在不考慮其它誤差的情況下測量得到的波長值偏大。因此調節(jié)邁克爾遜干涉儀反射鏡相互垂直且可移動反射鏡與其移動方向垂直的意義重大。

2調節(jié)方法

1.初調反射鏡M1與M2相互垂直且反射鏡M1與其移動方向垂直。

2.在邁克爾遜干涉儀的可移動反射鏡M1前放置一根針A，針尖朝上且可隨反射鏡M1一起移動，另外，針尖高度可調。調節(jié)針尖的高度，使針尖與反射鏡M1中心差不多等高。

3.在移動導軌上固定另一根同樣形狀的針2，針尖也朝上且可左右和上下調節(jié)，并且這兩根針可通過移動反射鏡M1靠在一起。

4.通過移動反射鏡M1使兩根針緊靠在一起，然后調節(jié)高度，直到兩針尖在同一高度上。

5.移動反射鏡M1，使兩根針間距較大。

6.通過分束板G1觀察，同時調節(jié)反射鏡M1背后的螺絲，直到四針尖(兩針尖和其在反射鏡M1的像)在同一直線上，那么反射鏡M1與其移動方向就垂直了。

7.移走這兩根針，僅僅調節(jié)反射鏡M2背后的旋鈕，直到看到干涉圓環(huán)。

8.微調水平拉簧螺絲和豎直拉簧螺絲，直到觀察到干涉圓環(huán)不發(fā)生移動為止。

3結論

在本論文中，我們通過研究目前邁克爾遜干涉儀的調節(jié)方法，發(fā)現(xiàn)目前的調節(jié)方法僅能實現(xiàn)邁克爾遜干涉儀兩反射鏡相互垂直，但無法確定可移動反射鏡與其移動方向垂直，而且利用這樣調節(jié)的邁克爾遜干涉儀進行測量將影響測量結果的準確性。最后，我們給出了一種實現(xiàn)邁克爾遜干涉儀兩反射鏡相互垂直且可移動反射鏡與其移動方向垂直的調節(jié)方法。

參考文獻：

[1]黃志高等.新編大學物理實驗[M].科學出版社,2011:123-130.

[2]述武,趙竹立,沈國土.普通物理實驗3光學部分[M].高等教育出版社,2007:96-100.

[3]馬科斯玻恩.光學原理.上冊[M].電子工業(yè)出版社,2005:279-283.

[4]王立軍，魯曉東.邁克爾遜干涉儀用步進電機驅動裝置的設計[J].大學物理實驗，2015(4)：42-46.

[5]喬亮，羊富貴，夏忠朝，等.基于Matlab的邁克遜干涉實驗仿真[J].大學物理實驗，2015(2)：93-95.

Adjustment of the Mirrors in Michelson Interferometer

WENG Cun-cheng,HONG Ling-peng,YU Hua-en

(Fujian Normal University,Fujian Fuzhou 350007)

Abstract：It reveals that two reflecting mirrors in Michelson interferometer can be adjust to be perpendicular to each other by the present adjustment method.But,the adjustment method can not achieve that the movable mirror is perpendicular to the direction of its movement.The adjustment method will influence the using of Michelson interferometer.Finally,an adjustment method,to adjust the movable mirror perpendicular to both the direction of its movement and the other mirror,is put forward.

Key words：Michelson interferometer；reflecting mirror；adjustment

中圖分類號：O 4-33

文獻標志碼：A

DOI：10.14139/j.cnki.cn22-1228.2016.001.018

文章編號：1007-2934(2016)01-0070-02

基金項目：福建省教育廳項目(JA15128)；福建師范大學本科教學改革研究立項項目： 突出創(chuàng)新，強化特色-物理學國家級實驗教學示范中心的可持續(xù)發(fā)展研究；國家級大學物理實驗教學團隊經費。

收稿日期：2015-03-23