迈克尔逊干涉仪注意事项与调节

迈克尔逊干涉仪是一种高精密光学仪器，以下是对其的详细介绍：

一、基本定义

迈克尔逊干涉仪，英文名称为Michelson interferometer，又称迈氏干涉仪，是利用分振幅法产生双光束以实现干涉的光学仪器。它通过调整可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。

二、发明者与原理

发明者：美国物理学家阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克尔逊和莫雷合作设计制造，最初是为研究“以太”漂移而设计的。

工作原理：一束入射光经过分光镜（如半透半反镜）分为两束后各自被对应的平面镜反射回来，因为这两束光频率相同、振动方向相同且相位差恒定（满足干涉条件），所以能够发生干涉。干涉中两束光的不同光程可以通过调节干涉臂长度以及改变介质的折射率来实现，从而能够形成不同的干涉图样。

三、结构与组件

1、点光源S：提供干涉所需的光。

2、平面全反射镜M1和M2：M1为定镜，M2为动镜，与精密螺丝相连，转动鼓轮可以使其移动。

3、分光镜G1：其右表面镀有半透半反膜，使入射光分成强度相等的两束（反射光和透射光）。

4、补偿板G2：与G1为相同材料，有相同的厚度，且平行安装，目的是要使参加干涉的两光束经过玻璃板的次数相等，从而消除额外的光程差。

四、干涉图样与解读

等倾干涉：当M2和M1'（M1的虚像）严格平行时，表现为等倾干涉的圆环形条纹。移动M2时，会不断从干涉的圆环中心“吐出”或向中心“吞进”圆环。

等厚干涉：当M2和M1'不严格平行时，则表现为等厚干涉条纹。移动M2时，条纹不断移过视场中某一标记位置。

五、应用与实例

1、长度和折射率的测量：如测量非常薄的薄膜的厚度、材料的热膨胀或机械应变等。

2、光谱线精细结构的研究：用于研究光谱线的精细结构。

3、光波标定标准米尺：在光波标定标准米尺等实验中有着重要应用。

4、引力波探测：激光干涉仪能够非常精确地测量干涉中的光程差，迈克尔逊干涉仪在引力波探测中得到了广泛应用，如激光干涉引力波天文台（LIGO）。

5、星体大小测量：迈克尔逊还发明了迈克尔逊星体干涉仪，利用光干涉的空间相干性测量星体大小。

六、迈克尔逊干涉仪注意事项与调节

1、不要用手触摸光学表面，防止唾液溅到光学表面上。

2、在调节螺钉和转动手轮时，要轻、慢操作，避免强扭硬扳。

3、反射镜背后的粗调螺钉不可旋得太紧，防止镜面变形。

4、在调节迈克尔逊干涉仪时，通常需要调整反射镜的方位和干涉臂的长度，以获得清晰的干涉图样。同时，还需要注意补偿板的设置和调节，以确保两束光在到达观察区域时没有因介质而引入额外的光程差。

综上所述，迈克尔逊干涉仪是一种基于干涉原理的高精密光学仪器，具有广泛的应用领域和重要的科研价值。