目录

一、摘要... 2

二、实验要求... 2

1、实验重点... 2

2、实验目的... 2

三、实验原理... 2

1、菲涅耳双棱镜干涉... 2

1)基本原理... 2

2)实验方案... 4

2、劳埃镜干涉... 4

四、实验仪器... 5

五、实验内容... 5

1、各光学元件的共轴调解... 5

1)调节激光束平行于光具座... 5

2)调双棱镜或劳埃镜与光源共轴... 5

3)粗调测微目镜与其它元件等高共轴... 6

4)粗调凸透镜与其他元件等高共轴... 6

5)用扩束镜使激光束变成点光源... 6

6)用二次成像法细挑凸透镜与测微目镜等高共轴... 6

7)干涉条纹调整... 6

2、波长的测量... 6

六、实验数据处理... 7

1、菲涅耳双棱镜干涉... 7

1）原始数据表格... 7

2）数据处理... 7

2、劳埃镜干涉... 7

1）原始数据表格... 7

2）数据处理... 8

3、不确定度... 8

1）双棱镜干涉... 8

2）劳埃镜干涉... 9

七、实验反思... 9

1、误差分析... 9

2、注意事项... 10

3、实验改进... 10

1）对实验过程的改进... 10

2）对实验环境的改进... 10

一、摘要

19世纪初，人们发现光有干涉、衍射和偏振等现象，这说明光具有波动性，用几何光学理论是无法解释的，由此产生了以光是波动为基础的波动光学理论。19世纪60年代，麦克斯韦建立了光的电磁理论，光的干涉、衍射和偏振现象得到了全面说明。

光发生干涉现象要满足相干的条件，相干即指各光波的振动方向、振动频率以及光波之间的相位差相同，目前得到相干光的方法有分振幅法和分波阵面法，而本实验设计的菲涅耳双棱镜干涉和劳埃镜干涉均属于分波阵面法。

二、实验要求

1、实验重点

1)熟练掌握采用不同光源进行光路等高共轴调节的方法和技术；

2)用实验研究菲涅耳双棱镜干涉并测定单色光波长；

3)学习用激光和其他光源进行实验时不同的调节方法。

2、实验目的

1、熟练掌握用激光作光源进行光路等高共轴调节的方法和技术；

2、用实验研究菲涅耳双棱镜干涉并测定激光的波长；

3、用实验研究劳埃镜干涉并测定激光的波长；

4、了解菲涅耳双棱镜干涉和劳埃镜干涉的原理；

5、学会怎样消除视差和空程误差。

三、实验原理

1、菲涅耳双棱镜干涉

1)基本原理

菲涅耳双棱镜可以看成是有两块底面相接、棱角很小的直角棱镜合成。若置单色光源S₀于双棱镜的正前方，则从S₀射来的光束通过双棱镜的折射后，变为两束相重叠的光，这两束光仿佛是从光源S₀的两个虚像S₁和S₂射出的一样。由于S₁和S₂是两个相干光源，所以若在两束光相重叠的区域内放置一个屏，即可观察到明暗相间的干涉条纹。

如图所示，设虚光源S₁和S₂的距离是a，D是虚光源到屏的距离。令P为屏上任意一点，r₁和r₂分别为从S₁和S₂到P点的距离，则从S₁和S₂发出的光线到达P点得光程差是：

△L= r₂-r₁

令N₁和N₂分别为S₁和S₂在屏上的投影，O为N₁N₂的中点，并设OP=x，则从△S₁N₁P及△S₂N₂P得：

r₁²=D²+(x-)²

r₂²=D²+(x+)²

两式相减，得：

r₂²- r₁²=2ax

另外又有r₂²- r₁²=(r₂-r₁)(r₂+r₁)=△L(r₂+r₁)。通常D较a大的很多，所以r₂+r₁近似等于2D，因此光程差为：

△L=

如果λ为光源发出的光波的波长，干涉极大和干涉极小处的光程差是：

= kλ (k=0,±1, ±2,…) 明纹

=λ (k=0,±1, ±2,…) 暗纹

由上式可知，两干涉条纹之间的距离是：

△x=λ

所以用实验方法测得△x，D和a后，即可算出该单色光源的波长

λ=△x

2)实验方案

1光源的选择

当双棱镜与屏的位置确定之后，干涉条纹的间距△x与光源的波长λ成正比。为了获得清晰的干涉条纹，本实验采用单色光源，如激光、钠光等。

2测量方法

条纹间距△x可直接用侧位目镜测出。虚光源间距a用二次成像的方法测得：当保持物、屏位置不变且间距D大于4f时，移动透镜可在其间的两个位置成清晰的实像，一个是放大像，一个是缩小像。设b为虚光源缩小像间距，b’为放大像间距，则两虚光源的实际距离为a= ，其中b和b’由测微目镜读出，同时根据两次成像的规律，若分别测出呈缩小像和放大像时的物距S、S’，则物到像屏之间的距离D=S+S’。根据波长的计算公式，得波长和各测量值之间的关系是：

λ=

3光路组成

S K BP E

具体的光路如图所示，S为半导体激光器，K为扩束镜，B为双棱镜，P为偏振片，E为测微目镜。L为测虚光源间距a所用的凸透镜，透镜位于L₁位置将使虚光源S₁S₂在目镜处成方大像，透镜位于L₂处将使虚光源在目镜出成缩小像。所有光学元件都放在光具座上，光具座上附有米尺刻度读出各元件的位置。

2、劳埃镜干涉

劳埃镜干涉原理如图所示。激光 发出的光（波长λ）以几乎掠入射的方式在平面镜MN上发生发射，反射光可以看作是在镜中的虚像 发出的。 和 发出的光波在其交叠区域发生干涉，与双棱镜同理，可得条纹间距为：

式中，为双光和和的间距，D是观察屏到光源的距离。同样，当测得△x，D和后，可得到该单色光源的波长：

四、实验仪器

光具座，双棱镜，测微目镜，凸透镜，扩束镜，平面镜，偏振片，白屏，可调狭缝，半导体激光器。

五、实验内容

1、各光学元件的共轴调解

1)调节激光束平行于光具座

沿导轨移动白屏，观察屏上激光光点的位置是否改变，相应调解激光方向，直至在整根导轨上移动白屏时光点的位置不再变化，至此激光光束与导轨平行。

2)调双棱镜或劳埃镜与光源共轴

1将双棱镜插于横向可调支座上进行调节，使激光点打在棱脊正中位置，此时双棱镜后面的白屏上应观察到两个等亮并列的光点，这两个光点的质量对虚光源像距b及b’的测量至关重要。此后将双棱镜置于距激光器约30cm的位置。

劳埃镜干涉：将劳埃镜放到导轨上，使劳埃镜面尽量与导轨平行，然后在白屏上观察双光源像，再微调劳埃镜，使双光源等量且相距较近。

3)粗调测微目镜与其它元件等高共轴

将测微目镜放在距双棱镜或劳埃镜约70cm处，调节测微目镜，使光点穿过其通光中心。（此时激光尚未扩束，决不允许直视测微目镜内的视场，以防激光坐灼伤眼睛。）

4)粗调凸透镜与其他元件等高共轴

将凸透镜插于横向可调支座上，放在双棱镜后面，调节透镜，使双光点穿过透镜的正中心。

5)用扩束镜使激光束变成点光源

在激光器与双棱镜或劳埃镜之间距双棱镜20cm处放入扩束镜并进行调节，使激光穿过扩束镜。在测微目镜前放置偏振片，旋转偏振片是测微目镜内视场亮度适中。

6)用二次成像法细挑凸透镜与测微目镜等高共轴

通过“大像追小像”，不断调节透镜和测微目镜位置，直至虚光源大、小像的中心与测微目镜叉丝重合。

7)干涉条纹调整

去掉透镜，适当微调双棱镜，使通过测微目镜观察到清晰的干涉条纹。

2、波长的测量

1)测条纹间距△x。连续测量20个条纹的位置xi 。如果视场内干涉条纹没有布满，则可对测微目镜的水平位置略作调整；视场太暗可旋转偏振片调亮。

2)测量虚光源缩小像间距b及透镜物距S。测b时应在鼓轮正反向前进时，各做一次测量。注意：i)不能改变扩束镜、双棱镜级测微目镜的位置；ii)用测微目镜读数时要消空程。

3)用上述同方法测量虚光源放大像间距b’及透镜物距S’。

六、实验数据处理

1、菲涅耳双棱镜干涉

1）原始数据表格

单位：mm

2）数据处理

△x=∑△x_i/19=0.341mm

由波长公式：

=

可得：

λ=

相对误差：

2、劳埃镜干涉

1）原始数据表格

单位：mm

2）数据处理

△x=∑△x_i/19=0.198mm

由波长公式：

=

可得：

λ=

相对误差：

3、不确定度

1）双棱镜干涉

∴

u(b)=△b/=

u(b’)=△b’/

u(S)=u(S’)=5/=2.887mm

=0.027

因此，最终结果为：

2）劳埃镜干涉

u_a(△x)=0.000231mm

u(b)=△b/=

u(b’)=△b’/

u(S)=u(S’)=5/=2.887mm

0.027

因此，最终结果为：

七、实验反思

1、误差分析

1）读数产生的随机误差;

2）由于仪器的系统误差而导致测量值与真实值不同，例如测量S和S’的位置;

3）在测量相间的两条亮纹之间的距离△x，测量放大像和缩小像之间的距离b和b’的时候，观测对象的清晰度及清晰位置的判断。

2、注意事项

1）测△x后再测S、b，不能改变扩束镜、双棱镜及测微目镜的位置；

2）用测微目镜目镜读数，要取消空程；

3）目测的微调很重要，有利于细调的顺利进行；

4）要注意保护演眼睛，先用白屏调节是光电变暗，再加偏振片，决不允许未通过偏振片看激光；

5）扩束镜、双棱镜、测微目镜的位置也很重要，否则条纹太粗或太细，在测微目镜的视场里很难读到至少20条清晰的亮纹。

3、实验改进

1）对实验过程的改进

本实验需要用测微目镜测量测量光源与的距离以及光点间距离b和b’，通过二次成像法来测得物到像屏间距离D以及虚光源间距a，但是由于定位的不准确，使得实验造成较大误差，所以我认为可以进行一些改进：先朝一个方向移动凸透镜，在测完大小像后，反向移动，在测量一次，其与，b与b’的大小取其两次平均值，可以减小误差。

2）对实验环境的改进

本实验在做的过程中，是在黑暗环境中做的，为了可以看清读数，每每人都配有一个小手电。但是用手电很不方便。如果打开的话，会影响度数，而且旁边人看度数时，还会对自己正在观测现象造成影响。所以，我认为可以进行这样的一些改进：将所有的读数用可发光电子仪器显示，而主轴上的读数做成夜光的，这样可以使同学们在一个比较稳定的环境中做实验。

第二篇：多光束干涉研究性实验报告

基础物理实验研究性报告

多光束干涉和法布里—珀罗干涉仪

目录

一、引言... 2

二、实验目的... 2

三、实验原理... 2

1、多光束干涉原理... 2

2、多光束干涉条纹的光强分布... 3

3、F—P干涉仪的主要参数... 4

四、实验仪器... 5

五、实验内容... 5

1、操作内容... 5

2、操作提示... 6

3、操作注意事项... 7

六、原始数据及数据处理... 7

1、原始数据列表... 7

2、数据处理... 8

七、误差分析... 10

1、测钠光双线波长差... 10

2、验证，并测量间距... 10

3、误差产生的原因：... 10

八、实验改进... 11

（一）关于两反射面角度的影响的讨论及解决办法... 11

（二）法布里-珀罗干涉仪内部结构方面的简单分析及改进建议... 12

九、课后思考题：... 13

十、附录... 14

1、多光束干涉透射光强的推导... 14

2、F-P干涉仪的分辨本领... 14

十一、小结... 15

一、引言

1899年法国物理学家法布里和珀罗创制了以他们名字命名的法布里－珀罗干涉仪（简 F-P干涉仪）。用（相位相同的）多光束干涉，可以获得细锐明亮且 暗纹较宽的明条纹。因此一直是长度计量和研究光谱超精细结构的有效工具，多光束干涉原理还在激光器和光学薄膜理论中有重要的作用，是制作干涉仪器中干涉滤光片和激光共振腔的基本构型。

等倾干涉入射光经薄膜上表面反射后得第一束光，折射光经薄膜下表面反 射，又经上表面折射后得第二束光，这两束光在薄膜的同侧，由同一入射振动分 出，是相干光，属分振幅干涉。若光源为扩展光源（面光源），则只能在两相干光束的特定重叠区才能观察到干涉，故属定域干涉。对两表面互相平行的平面薄膜，干涉条纹定域在无穷远，通常借助于会聚透镜在其像方焦面内观察。

二、实验目的

1、了解F-P干涉仪的特点和调节；

2、用F-P干涉仪观察多光束等倾干涉并测定钠光双线的波长差和膜厚；

3、巩固一元线性回归方法在数据处理中的应用。

三、实验原理

1、多光束干涉原理

F-P干涉仪由两块平行的平面玻璃板或石英板组成，在其相对的内表面上镀有平整度很好的高反射率膜层。为消除两平板相背平面上反射光的干扰，平行板的外表面有一个很小的楔角（见图1）。

多光束干涉的原理如图2所示。自扩展光源上任一点发出的一束光，入射到高反射率的平面上后，光就在两者之间多次往返反射，最后构成多束平行的透射光1、2、3、……和多束平行的反射光1’、2’、3’、……。

在这两组光中，相邻光的位相差都相同，振幅则不断衰减。位相差由

给出。其中是相邻光线的光程差；n和d分别为介质层的折射率和厚度，为光在反射面上的入射角，为光波波长。

由光的干涉可知

即透射光将在无穷远或透镜的焦平面上产生形状为同心圆的等倾干涉条纹。

2、多光束干涉条纹的光强分布

图1 图2

下面来讨论反射光和透射光的振幅。设入射光振幅为A，则反射光，反射光的振幅为，…；透射光的振幅为，透射光的振幅为，…。式中为光在n’-n界面上的振幅反射系数，r为光在n-n’界面上的振幅反射系数，为光从n’进入n界面的振幅透射系数，t为光从n进入n’界面的振幅透射系数。

由光的干涉可知，透射光将在无穷远或透镜的焦平面上产生形状为同心圆的干涉条纹，属等倾干涉。

透射光在透镜焦平面上所产生的光强分布应为无穷系列光束的相干叠加。可以证明透射光强最后可以写成：

式中，为入射光强，为光强的反射率。图3表示对不同的R值与位相差 图3的关系。由图可见，的位置由决定，与R无关；但透射光强度的极大值的锐度却与R的关系密切，反射面的反射率R越高，由透射光所得的干涉亮条纹就越细锐。

条纹的细锐程度可以通过所谓的半值宽度来描述。由上式可知，亮纹中心的极大值满足，即。令时，强度降为一半，这时应满足：

代入并考虑到是一个约等于0的小量，，故有：

是一个用相位差来反映半值位置的量，为了用更直观的角度来反映谱线的宽窄，引入半角宽度。由于是一个小量,故可用微分代替,故,.略去负号不写（只考虑大小），并用代替2d

则有：

它表明反射率R越高，条纹越细锐，间距d越大，条纹也越细锐。

3、F—P干涉仪的主要参数

表征多光束干涉装置的主要参数有两个，即代表仪器可以测量的最大波长差和最小波长差，它们分别被称为自由光谱范围和分辨本领。

①自由光谱范围

对一个间隔d确定的F-P干涉仪，可以测量的最大波长差是受到一定限制的。对两组条纹的同一级亮纹而言，如果它们的相对位移大于或等于其中一组的条纹间隔，就会发生不同条纹间的相互交叉，从而造成判断困难，我们把刚能保证不发生重序现象所对应的波长范围称为自由光谱范围。它表示用给定标准具研究波长在附近的光谱结构时所能研究最大光谱范围。可以证明：

②分辨本领

另一个重要的参量是它所能分辨的最小波长差，就是说，当波长差小于这个值时，两组条纹不再能分辨开。常称为分辨极限，而把称作分辨本领。且可以证明：

表示在两个相邻干涉条纹之间能够被分辨的条纹的最大数目。因此分辨本领有时也称为标准局的精细常数。它只依赖于反射膜的反射率，R越大，能够分辨的条纹数越多，分辨率越高。

四、实验仪器

法布里-珀罗干涉仪（带望远镜）、钠灯（带电源）、He-Ne激光器（带电源）、毛玻璃（画有十字线）、扩束镜、消色差透镜、读数显微镜、支架以及供选做实验用的滤色片（绿色）、低压汞灯等。

五、实验内容

1、操作内容

（1）以钠光灯扩展光源照明，严格调节F-P两反射面、的平行度，获得并研究光束干涉的纳光等倾条纹；确定钠双线的波长差。

提示：利用多光束干涉可以清楚的把钠双线加以区分，因此可以通过两套条纹的相对关系来测定双线的波长差。我们用条纹嵌套来作为测量的判据。设双线的波长为和，且.当空气层厚度为d时，的第级亮条纹落在的+1级亮条纹之间，则有

当dd+时，又出现两套条纹嵌套的情况。如这时，由于故，于是又有

上述两式相减得

由此可得

故

（2）用读数显微镜测量氦氖激光干涉圆环的直径，验证常数，并且测定P₁、P₂的间距。

是干涉圆环的亮纹直径，。证明如下：

第k级亮纹条件为，所以。如果用焦距为f的透镜来测量干涉圆环的直径，则有

即

考虑到/2/f1，所以

=1-=1-

由此可以得出，即

=-+8

-=

它说明相邻圆条纹直径的平方差是与 k 无关的常数。

由于条纹的确切序数k一般无法知道，为此可以令k=i+k₀，i是为测量方便规 定的条纹序号,于是

=-+

这样就可以通过与之间的线性关系，求得；如果知道、和d三者中的任意两个，就可以求出另一个。

2、操作提示

1、F-P干涉仪的调节

本实验用望远镜观察F-P干涉仪的干涉条纹。具体的干涉仪调节分为三步：

（1）粗调：按图7放置钠光源、毛玻璃（带十字线）；转动粗（细）动轮使P1P2≈1-2mm；使P1、P2背面的方位螺钉（6个）和微调螺钉（2个）处于半松半紧的状态，保证它们有合适的松紧调节余量。

（2）细调：仔细调节P1、P2背面的6个方位螺钉，用眼睛观察透射光，使十字像重合，这时可以看到圆形的干涉条纹，这一步必须有足够的细心和耐心。

（3）微调：徐徐转动P2的拉簧钉进行微调，直到眼睛上下左右移动时，干涉环的中心没有条纹的吞吐，这是可以看到理想的等倾条纹。

2、测钠黄光的波长差

缓慢地旋转粗调手轮移动P1，记取与相邻的两条谱线（亮纹）中心重合时相应的位置，记下P1位置d1（注意记录精度）。继续移动P1镜，找到下一个相邻的两条谱线（亮纹）中心重合时相应的位置，记下P1位置d2，继续移动P1，这样周期性的现象出现十次（如图4），记下10个表明d位置的数据。

图 4

3、用读数显微镜测量氦氖激光干涉圆环的直径D，验证，并测定、的间距

将钠灯改换为激光灯，加上扩束镜，望远镜换为显微镜，微调使视野中可以看到干涉圆环，移动显微镜的十字叉丝，分别记下叉丝在左边和右边的6-15级圆环时的刻线读数。

3、操作注意事项

1F-P干涉仪是精密的光学仪器，必须按光学实验要求进行规范财操作。决不允许用手触摸元件的光学面，也不能对着仪器哈气、说话；不用的元件要安放好，防止碰伤、跌落；调解时动作要平稳缓慢，注意防振。

2使用读数显微镜进行测量时，注意消空程和消视差。

3试验完成后，膜片背后的方位螺钉应置于松弛状态。

六、原始数据及数据处理

1、原始数据列表

1）测定钠光灯波长差

2）测定氦氖激光干涉圆环弦长

2、数据处理

1) 测定钠光的波长差

由知，所以：

利用一元线性回归处理数据，令，则

则：

所以：

其中：

==2.8867mm

mm

所以:

故最终结果表述为：

=（5.90.02）m

2) 验证，测定P1,P2间距d

显微镜焦距：=150mm 激光器波长：=632.8nm

利用一元线性回归处理，由令：，则

则：

m

知：

则：==2.8867mm

mm

故最终结果表述为：

又由

知之间可以认为是线性关系，那么可以知道，验证了题设。

七、误差分析

1、测钠光双线波长差

=5.9689=5.97，误差很小，在允许范围内，实验很成功。

2、验证，并测量间距

由r=0.99956→1知：误差很小，由此可以看出F-P干涉仪是一种精确度很高的测量仪器。

3、误差产生的原因：

1、主要原因是读数，观察并判断读数位置产生的误差，虽然判断的是等间距的情况，较之重合情况，准确的提高，但误差仍不能消除，等间距的现象判断的时候，很可能已经错过了，这时由于仪器反转存在空程误差，所以这回读数会把数据读的偏大，已经加上长时间调试与测量，读数时难免判断不准确。并且由于随着Di的增大，实验现象条纹会越来越不清晰，这时对等间距的判断会造成较大影响

2、F-P干涉仪两反射面P1，P2的平行度不能实现理想的严格平行，所以产生误差；

3、仪器本身的制造误差，因长时间使用而被腐蚀而产生的误差；

4、实验观察到的条纹很细，尤其是距离较远的时候，很难确定均匀分布的位置，造成误差，所以本实验采用的是将d缩小测量的方法；

5、亮圆环不够清晰，这对正确判断圆环直径位置带来困难，容易引起误差；

6、由于观察时桌子的晃动而产生误差；

7、系统存在系统误差，实验环境也不稳定，对于精密仪器来说，可能造成系统误差；

八、实验改进

本次对实验的改进主要的方向和目的是尽可能地减小实验误差，分别对误差原因中提到的前两个方面做出探讨。

（一）关于两反射面角度的影响的讨论及解决办法

此实验的计算公式

其中，分别为钠光两谱线的波长，为两波长的平均值，一般由实验室提供，为现象经过一周期后的P1镜移动过的距离。可见实验误差主要有的测量决定。在反射面角度上影响其测量的又分为两点。

1、P1、P2没法严格平行，由该因素引起的测量误差随着条纹密度的增大（即随着P1、P2之间的距离的增大）而减小。

2、移动镜P1的法线无法严格平行于移动方向。如图5所示，当反射镜面从c处移动到d，处时，移动过的实际距离为，平面镜间实际距离变化。

图 5

通过对实验进行分析可以发现，上述两个可能的误差点都是随着条纹密度的变化而变化，准确的说，就是条纹密度较大时，它们引起的误差较小，此时要求两反射镜之间的距离要稍微大一些。

但是，实验过程中还会发现，随着P1镜的移动，同心圆纹均匀分布的连续时间范围不一样，当条纹密度大时，此范围较宽，也就是说，这种情况下，在较大范围内变动，都不会影响条纹的均匀分布的状态，这样也就造成了测量的不准确。这一因素又要求两反射镜之间的距离要稍微小一些。但是过小的间距会造成实验现象不再明显，而且与上述要求相冲突，所以，实验中必须综合考虑，选择恰当的测量段。

现在说明如何消除不平行引入的误差量的影响。

在调整好仪器后，由于两镜面夹角基本保持不变，所以可以考虑先通过实验计算出或。采用如下做法，在实验中先用已知波长的单波长光源，例如激光灯在视野中产生单纯的干涉圆环，显然这种圆环不会随着d的变化出现周期性的现象，只会简单的吞吐条纹。先调整P1的位置，使视场中的条纹密度较大，然后移动P1镜，让干涉条纹内吞或者外扩N个圆环，测出P1移动的距离，在此测量段，上述第一点因素引起的误差可忽略不计，那么P1镜移动的实际距离，则由理论可知，则

然后换上钠黄光光源，测出原有实验步骤要求下的，那么P1实际移动的距离也可以看做

又因为

所以，联立上式得到

如果不再添加新的光源，也可以采用实验所用的钠光源测量夹角余弦，这是需要将上式中的用已知的钠光平均波长代替，这样就得到新的公式

经过这样的改进后，可以预见，实验值将与标准值符合得更好。

（二）法布里-珀罗干涉仪内部结构方面的简单分析及改进建议

如图10.F-P干涉仪内部驱动装置工作原理如下。拧转微调手轮，使蜗杆旋转驱动蜗轮旋转，再通过摩擦结合装置和减速齿轮等驱动粗调手轮，同时带刻度的读数盘带动丝杠旋转，使反射镜移动。从图中可看出，蜗轮驱动蜗杆存在着可能的“打滑”现象，再加上其固有的仪器空程，可能造成，微调手轮的读数趋前于P1镜的实际位置d。这一点在连续的启停中会较明显地表现出来。

对于这一缺陷，可以考虑这样解决：

1、开始测量前，要充分地消除空程。

2、实验过程中，对微调手轮要慢启动，拧转速度均匀而缓慢，保持足够的耐心，在一个周期的现象中，尽量将微调手轮一旋到底，减少中间的停顿。

3、如果条件允许，而且对测量精度要求高的话，可以考虑采用小型电机驱动微调手轮，用光电感应装置监测圆环变化，用数字显示器读数。

4、设计新的仪器内部传动机构或传动方式，从根本上解决上述问题。

九、课后思考题：

1、光栅也可以看成是一种多光束干涉。对光栅而言，条纹的细锐程度可由主极大到相邻极小的角距离老描述，它与光栅的缝数有什么关系？能否由此说明F-P干涉仪为什么会有很好的条纹细锐度？

答：光栅缝数越多，光谱极次越高，色分辨本领越高，N越大，两相邻主极大间夹的次极大和极小就越多，因而主极大被压得越细锐。

对于F-P干涉仪，条纹的细锐程度可通过半值宽度来描述，与光栅类似，R越大，相当于光栅中N越大，则条纹越细锐，而d增大，亦可使条纹细锐，F-P干涉仪很好的利用了这一点，故所得条纹很细锐。

2、从物理上如何理解F-P干涉仪的细锐度与R有关？

答：可以推出，角距离，故R越大，条纹越细锐。

十、附录

1、多光束干涉透射光强的推导

透射光是光束1,2，…的相干叠加（见图2），他们的振幅分别为，…，…；相邻光束的相位差因此，透射光的复振幅利用无穷项等比级数的求和公式，得

故透射光强

利用光在介质表面发生反射和折射时，振幅的反射率和折射率之间存在关系：

并考虑到（R是光强反射率），则有

2、F-P干涉仪的分辨本领

表征标准具特征的另一个参量是它所能分辨的最小波长差，就是说，当波长差小于这个值时，两组条纹不能再分开。常称为分辨极限，而把λ/称作分辨本领。可以证明：

=，而分辨本领可由下式表示，即：

λ/表示在两个相邻干涉条纹之间能够分辨的条纹的最大数目。因此分辨本领有时也被称为标准具的精细常数，它只依赖于反射膜的反射率，R越大，能够分辨的条纹数越多，分辨率越高。

十一、小结

F-P干涉仪是利用干涉原理测量光程之差从而测定有关物理量的光学仪器。其用途十分广泛，主要有1、长度的精密测量；2、折射率的测定；3、波长的测量；4、检验光学元件的质量；5、用作高分辨率光谱仪等作用。正是因为F-P干涉仪的用途广泛、功能丰富、精度高，所以是科研工作中的一样非常重要的仪器。

通过这次试验，我们能够熟悉F-P干涉仪的使用，因而能够运用该仪器为今后的科学实验打下基础。并且在此次试验中，我们进一步熟悉了一元线性回归法分析数据的方法，促进了我们处理数据、分析误差的能力。

在理论与实践中，学到了很多知识，也培养了我们的耐心，与实验人员对科学应有的严谨态度，获益匪浅。希望在以后的实验中能够继续保持。