迈克尔逊干涉仪模拟实验

完整模拟迈克尔逊干涉仪实验,可进行等倾干涉和等厚干涉观察, 并能完成波长测量、微小长度测量等典型实验任务

当前实验: 观察等倾干涉现象
干涉模式: 等倾干涉(同心圆条纹)

实验步骤

1. 观察等倾干涉现象
调整两镜平行,观察同心圆条纹
2. 观察等厚干涉现象
使两镜形成夹角,观察平行条纹
3. 测量光波长
通过条纹移动计算波长
4. 测量微小长度
利用条纹变化测量微小位移

光源参数

550 nm
紫色 (400 nm) 红色 (700 nm)
90%

反射镜 M1 调节

0 nm
改变位置会导致条纹收缩/扩展或移动

反射镜 M2 调节

0 nm
与M1倾斜度不同时产生等厚干涉

实验控制

实验数据记录

条纹移动计数
计算结果
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迈克尔逊干涉仪装置示意图

装置组成

  • 光源:发出单色平行光
  • 分光镜(BS):将入射光分为两束
  • 反射镜M1:可独立移动和倾斜
  • 反射镜M2:可独立移动和倾斜
  • 观察屏:显示干涉条纹

工作原理

1. 光源发出的光经分光镜分为两束
2. 两束光分别经M1和M2反射后返回分光镜
3. 两束光在分光镜处再次相遇并发生干涉
4. 干涉条纹形成于观察屏上
5. 光程差变化导致条纹移动、收缩或扩展

干涉条纹图像

干涉条纹实时显示区域

实时数据

光程差
0 nm
M1移动距离
0 nm
两镜倾斜差

状态提示

调整反射镜观察条纹变化

实验原理与公式

迈克尔逊干涉仪工作原理

迈克尔逊干涉仪通过将一束光分为两束,经不同路径传播后再汇合产生干涉现象。 当两束光的光程差满足一定条件时,在观察屏上形成稳定的干涉条纹。

等倾干涉

当M1和M2严格平行时,形成等倾干涉条纹。这些条纹是一组同心圆, 对应于具有相同入射角的光形成的干涉。光程差仅与入射角有关, 与位置无关。

等厚干涉

当M1和M2有微小夹角时,形成等厚干涉条纹。这些条纹是平行直线, 对应于空气膜厚度相同的点形成的干涉。光程差主要取决于空气膜厚度, 同一条纹上的各点空气膜厚度相同。