Home實驗項目4】干涉、干涉儀及其應用雷射波長的量測

雷射波長的量測

邁克森干涉儀

想像，將光源S、定鏡M1、動鏡M2、屏幕拉到同一直線上。 $M'_2$ 為動鏡M2的虛像。

若 $M_1$ 和 $M'_2$ 互相平行，且兩者相距為 d，光源S上一點P在 $M_1$ 和 $M'_2$ 中形成的像分別是 $p'$ 和 $p"$ 。從觀察者角度來看 $L_1$ 和 $L_2$ 會有一個 $2d cos\theta$ 的光程差。

d 為 $M_1$ 和 $M'_2$ 的距離。
d 越大，干涉條紋越密。
d 越小，干涉條紋越疏。

光程差： $(L-L_0)n_0=d$ ，

$n_0=1$ ：空氣折射率

$\Delta d=\dfrac{\Delta N \lambda}{2}$

$\Delta d$ 為動鏡移動的距離

$d_1-d_0$ 為螺旋測微鈕讀到的刻度差

$\Delta d=\dfrac{|d_1-d_0|}{40}$

$\Delta N$ 為干涉環變化的個數

$\lambda=\dfrac{2\Delta d}{\Delta N}$

氦氖雷射波長 632.8nm

理論上...

螺旋測微鈕移動 1 mm

$\Delta N=\dfrac{2\Delta d}{\lambda}=\dfrac{2*\dfrac{1mm}{40}}{632.8nm} \approx 79$

講義裡的作法，是將螺旋測微鈕移動 $\Delta d=1mm$ ，數亮暗條紋變化數 $\Delta N$ ，計算雷射波長 $\lambda$ 。

另外，可以固定亮暗條紋數 $\Delta N=100$ （或80），讀取螺旋測微鈕移動距離 $\Delta d$ ，再去計算雷射波長 $\lambda$ 。

雷射波長-試算表連結

可將數字填入，試算表將自動計算理論值。