光程差 · 条纹计数 · 精密测量
迈克尔逊干涉测量实验室
动镜位移与条纹变化数
|2ΔL| = Nλ
先别急着拖动镜子。先判断条纹会从中心冒出还是向中心吞入,并估计会变化几条;锁定预测后,微调器才会解锁。
第一步:留下你的预测
本轮条件:λ = 600 nm,动镜远离分光板 0.90 μm
第二步:微调动镜,观察条纹
观察屏(同心圆条纹示意)
镜面位移0.00 μm
光程变化0.00 μm
条纹变化0.00 条
微调器
锁定预测后,从 0 缓慢调到目标位置。
实验组先固定波长;揭晓后可切换波长,比较同一位移对应的条纹变化数。
预测复盘
第三步:把条纹变成尺子
某次实验中,动镜远离分光板,观察到 5 条完整条纹从中心冒出。先读出镜面位移,再求未知光的波长。
初始读数12.50000 mm
末读数12.50138 mm
完整条纹数N = 5
用波长 632.8 nm 的激光测量微小位移,共数到 12 条完整条纹。动镜移动了多少?
已知波长λ = 632.8 nm
完整条纹数N = 12
待求|ΔL|
误差提示:不要把末读数直接当位移,ΔL 是两次读数之差;不要漏掉往返的因子 2。若只数 5 条却漏数 1 条,相对误差会很大。实际测量应让动镜移动得更远、累计更多条纹,并往返多次取平均;这样“漏一条”在总计数中所占比例更小。
环纹运动只作方向示意:假定被调臂的初始有效光程更长,调节过程不跨越等光程位置。若有效光程差符号改变,环纹扩张/收缩的对应方向也需重新判断。