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迈克尔逊干涉仪的
调整和使用

物理实验中心


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目 录
一. 实 验 目 的
二. 实 验 原 理
1.仪器构造及光路
2.点光源产生的非定域干涉条纹
3.面光源产生的定域干涉条纹

三. 实 验 内 容
四. 读 数 方 法
五. 注 意 事 项


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实 验 目 的
了解迈克尔逊干涉仪的结构，学习调
节和使用方法。
利用点光源产生的同心圆环干涉条纹
测量单色光的波长。


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实 验 原 理
仪器构造及光路

点光源产生的非定域干涉条纹
面光源产生的定域干涉条纹


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M1

d

M2'

1

激光器

G1

S

迈
克
尔
逊
干
涉
仪
光
路
原
理
图

G2

2
1
半反射层K
2

E

M2


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点光源产生的非定域干涉条纹
两个相干的单色点光源所发出的球面波在空间多
处相遇皆可产生干涉，此干涉不局限于某一特定
区域，称为非定域干涉。


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点光源产生的非定
域干涉计算示意图

S1

光程差为：

  S AS A

2d

1

θ

S2


M1

d

M2'

2

L  2d   R  L  R
2

2

2

2

由于L>>d,将上式按级数
展开，并略去高阶无穷小
项，可得：

M2
L

 

S

G1

G2

O
E

A

L R
2

2

 2 d cos 

k
=

R

2 dL

2 k  1

（明纹）


2

（暗纹）


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若中心处（θ=0）为明条纹，
则：  1  2 d 1  k 1
若改变光程差，使中心仍为明条纹，
则：
 2  2 d 2  k 2

那么可得： d  d  d
2
1


1
2

1

 2   1   k 2  k 1 
2



1

k

2

由此可见,只要测出干涉仪中M1移动的距离∆d,
并数出相应的“吞吐”环数∆k,就可求出λ.


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实验现象


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面光源产生的定域干涉条纹
C

由面光源产生的在特定区域内存在着
d
的干涉现象，称为定域干涉。

2d
cos 

 2 d tan  sin 

M2'

B

θ
D

光程差为：
  AC  BC  AD



θ
A

1）等倾干涉

M1

1

2
S
面光源产生的等倾干涉

 2 d cos 
当d一定时，光程差只决定于入（出）射角θ，干涉条纹
是一系列与不同倾角θ相对应的明暗相间的同心圆环条
纹，这种相同倾角的光所产生的干涉，称为等倾干涉。


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2）等厚干涉
当M1、M2‘有一个很小的角度时， M1、M2‘之间形成楔形空气
薄层，就出现等厚干涉。这时“1”和“2”的光程差仍然可
以近似的用公式：

  2 d cos 

d－观察点处空气层的厚度。θ－入射角。

当θ很小时，

cos   1

光程差： 

 2d

P
M1
M2 '

在M1、M2‘相交处d很小，
即：

d 0

出现明暗相间的直条纹－等
厚干涉条纹。

1
S
2

面光源产生的等厚干涉


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实 验 内 容
调整迈克尔逊干涉仪
测氦氖激光的波长


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迈克尔逊的读数系统

主尺

粗动手轮读数窗口

最后读数为：33.52246mm

微动手轮


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注 意 事 项
转动微动手轮时，粗动手轮随之转动；但在转动
粗动手轮时，微动手轮并不随之转动，因此在读
数前必须调整零点。
为了使测量结果正确，必须避免引入空程，在调
整好零点后，应将手轮按原方向转几圈，直到干
涉条纹开始均匀移动后，才可测量。
绝对不许用手触摸各光学元件，也不许用任何东
西擦拭。
激光不能直射入眼。光纤易断，不可压折。