透明薄片折射率测定实验报告

透明薄片折射率的测定

迈克尔逊干涉仪是用分振幅的方法实现干涉的光学仪器，设计十分巧妙。迈克尔逊发明它后，最初用于著名的以太漂移实验。后来，他又首次用之于系统研究光谱的精细结构以及将镉(Cd)的谱线的波长与国际米原器进行比较。迈克尔逊干涉仪在基本结构和设计思想上给科学工作以重要启迪，为后人研制各种干涉仪打下了基础。迈克尔逊干涉仪在物理学中有十分广泛的应用，如用于研究光源的时间相干性，测量气体、固体的折射率和进行微小长度测量等。 【实验目的】

1. 掌握迈克尔逊干涉仪的结构、原理和调节方法； 2. 熟悉白光的干涉现象 4. 学习一种测量透明薄片折射率的方法。 【实验仪器】

迈克尔逊干涉仪，He-Ne激光器，扩束镜，小孔光阑，透明薄片，白光光源 【实验原理】

一、透明薄片折射率的测量原理

干涉条纹的明暗决定于光程差与波长的关系，用白光光源只有在d=0的附近才能在M1 和 M2′交线处看到干涉条纹，这时对各种光的波长来说，其光程差均为 /2（反射时附加 /2），故产生直线黑纹，即所谓中央黑纹，两旁有对称分布的彩色条纹。d稍大时，因对各种不同波长的光满足明暗条纹的条件不同，所产生的干涉条纹明暗互相重叠，结果就显不出条纹来。因而白光光源的彩色干涉条纹只发生在零光程差附近一个极小的范围内，利用这一点可以定出d=0的位置。利用白光的彩色干涉条纹可以测量透明薄片的 M2 用眼睛观察

图1 透明薄片折射率测定 二、点光源干涉条纹的特点

不论平面镜M1往哪个方向移动，只要是使距离d增加，圆条纹都会不断从中心冒出来并扩大，同时条纹会变密变细。反之，如果使距离d减小，条纹都会缩小并消失在中心处，同时条纹会变疏变粗。这表明d 0（即两臂等长）是一个临界点。当往同一个方向不断地移动M1时，只要经过这个临界点，看到的现象就会反过来（见图2）。因此，实现点

光源的非定域干涉后，最好先把两臂的长度调成有明显差别（d 0），避免在移动M1时不小心通过了临界点，造成不必要的麻烦。

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