邁克爾遜干涉儀注意事項與調節

邁克爾遜干涉儀是一種高精密光學儀器，以下是對其的詳細介紹：

一、基本定義

邁克爾遜干涉儀，英文名稱為Michelson interferometer，又稱邁氏干涉儀，是利用分振幅法產生雙光束以實現干涉的光學儀器。它通過調整可以產生等厚干涉條紋，也可以產生等傾干涉條紋。

二、發明者與原理

發明者：美國物理學家阿爾伯特·亞伯拉罕·邁克爾遜和莫雷合作設計制造，最初是為研究“以太”漂移而設計的。

工作原理：一束入射光經過分光鏡（如半透半反鏡）分為兩束后各自被對應的平面鏡反射回來，因為這兩束光頻率相同、振動方向相同且相位差恒定（滿足干涉條件），所以能夠發生干涉。干涉中兩束光的不同光程可以通過調節干涉臂長度以及改變介質的折射率來實現，從而能夠形成不同的干涉圖樣。

三、結構與組件

1、點光源S：提供干涉所需的光。

2、平面全反射鏡M1和M2：M1為定鏡，M2為動鏡，與精密螺絲相連，轉動鼓輪可以使其移動。

3、分光鏡G1：其右表面鍍有半透半反膜，使入射光分成強度相等的兩束（反射光和透射光）。

4、補償板G2：與G1為相同材料，有相同的厚度，且平行安裝，目的是要使參加干涉的兩光束經過玻璃板的次數相等，從而消除額外的光程差。

四、干涉圖樣與解讀

等傾干涉：當M2和M1'（M1的虛像）嚴格平行時，表現為等傾干涉的圓環形條紋。移動M2時，會不斷從干涉的圓環中心“吐出”或向中心“吞進”圓環。

等厚干涉：當M2和M1'不嚴格平行時，則表現為等厚干涉條紋。移動M2時，條紋不斷移過視場中某一標記位置。

五、應用與實例

1、長度和折射率的測量：如測量非常薄的薄膜的厚度、材料的熱膨脹或機械應變等。

2、光譜線精細結構的研究：用于研究光譜線的精細結構。

3、光波標定標準米尺：在光波標定標準米尺等實驗中有著重要應用。

4、引力波探測：激光干涉儀能夠非常精確地測量干涉中的光程差，邁克爾遜干涉儀在引力波探測中得到了廣泛應用，如激光干涉引力波天文臺（LIGO）。

5、星體大小測量：邁克爾遜還發明了邁克爾遜星體干涉儀，利用光干涉的空間相干性測量星體大小。

六、邁克爾遜干涉儀注意事項與調節

1、不要用手觸摸光學表面，防止唾液濺到光學表面上。

2、在調節螺釘和轉動手輪時，要輕、慢操作，避免強扭硬扳。

3、反射鏡背后的粗調螺釘不可旋得太緊，防止鏡面變形。

4、在調節邁克爾遜干涉儀時，通常需要調整反射鏡的方位和干涉臂的長度，以獲得清晰的干涉圖樣。同時，還需要注意補償板的設置和調節，以確保兩束光在到達觀察區域時沒有因介質而引入額外的光程差。

綜上所述，邁克爾遜干涉儀是一種基于干涉原理的高精密光學儀器，具有廣泛的應用領域和重要的科研價值。