摘 要：迈克耳孙干涉仪是一种经典的精密测量干涉仪。本文就迈克耳孙干涉仪的调整误差进行讨论分析，主要分析了平面反射镜之间不严格垂直导致误差的情况。并通过对测量钠光的双线波长差这一实验数据，计算出误差对测量波长的实际影响。55213

毕业论文关键词：迈克尔孙干涉仪，波长测量，镜面不垂直，误差分析

Abstract：The Michelson interferometer is a kind of classical precise instrument. In this paper, the Michelson interferometer’s adjusting errors which is resulted from the two mirrors not being strictly perpendicular in it, are systematically analyzed and studied. And the actual influence’ s  error is calculated by the data of the Na spectrum line’s measurement in the experiment.

Keywords: the Michelson interferometer, measurement of wavelength, unperpendicular mirrors, error analysis

目   录

1  引言 4

2  迈克尔孙干涉仪的基本原理 4

2.1  迈克尔孙干涉仪的工作原理 4

2.2  迈克尔孙干涉仪测量光波波长 6

2.3  本章小结 10

3  迈克尔孙干涉仪调整误差的分析 10

3.1  调整误差对迈克尔孙干涉仪测量波长的影响 10

3.2  反射镜光路不严格平行时光程差计算 11

3.3  本章小结 13

4  迈克耳孙干涉仪测量钠光的双线波长差 13

4.1  钠光双线波长差的测量原理 13

4.2  误差计算 14

4.3  本章小结 15

结论 17

参考文献 18

致谢 19

1  引言

迈克尔孙干涉仪是历史上最著名，也是最常用光学干涉仪之一，常用来测量微小长度、折射率和光波波长。通过它，迈克尔孙-莫雷实验得以完成，实验结果否定了“以太”的存在，为狭义相对论的建立提供了理论基础，它的发明者美国物理学家阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克尔孙和莫雷也因此获得了1907年的诺贝尔物理奖。

20世纪60年代，由美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼获得了人类第一束激光。此后，激光技术迅速发展，迈克尔孙干涉仪的各种应用更加广泛。其基本原理被推广到许多方面，研制出了多种专用干涉仪，广泛地应用于生产和科学研究领域。由于其非接触式测量的精密性，所以在光谱学和度量学上更是充分利用其优势，作出了巨大贡献。但我们知道任何测量仪器都无法做到“无限精密”。据了解，迈克尔孙干涉仪一般的最小分格在0.0001mm，而它的精密度精确度却在0.0006mm，远远大于其分格调整[1]。其误差往往来源于导轨直线误差、分光板和补偿板的不平行度误差、平行平板的楔角误差、齿轮仪器的空程差以及基于这些误差上的调整误差和观测误差。本文将对实验中的调整误差进行具体分析研究，重点研究固定镜面与移动镜面光路不垂直时对光波测量造成的影响。

本文的主要内容安排如下：

第二章将介绍迈克尔孙干涉仪的基本原理和光波波长的测量，第三章将重点分析反射镜光路不垂直时在光波测量实验造成的影响，第四章将以测量钠光的双线波长差数据为实例分析计算误差数值。