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該實驗應用光的等傾干涉和等厚干涉,同時借助邁克爾遜干涉儀,快速、精確測量出光源的相干長度。實驗方法,在很大程度上減小了實驗誤差,從而提高了各種光源相干長度測定值的精確度。

利用邁克爾遜干涉儀可以測量光源的相干長度,然而現已知的許多光源如鈉燈、汞燈等的相干長度卻不是很精確,不同資料上的光源的相干長度的數據甚至相差很大。該實驗利用邁克爾遜干涉儀精確測量了汞燈光源的相干長度,并取得了預期的效果。

邁克爾遜干涉儀是一種在近代物理和近代計量技術中起著重要作用的光學儀器。利用邁克爾遜干涉儀可以觀察等傾等厚干涉條紋、測量光源的相干長度。

相干長度是光源時間相干性或單色性的一種量度,是在相干光學中一個很重要的概念。在使用邁克爾遜干涉儀進行實驗的過程中,當平面鏡像之間的距離超過一定的限度后,就觀察不到干涉現象了。這是因為,每個波列有一定的長度。如圖1所示,在邁克爾遜干涉儀的光路中,

點光源先后發出兩個波列a和b,每個波列都被分光板G1分成兩個波,分別用a1、a2和b1、b2表示。當兩光路的光程差不太大時,由同一個波列分出的兩個波列a1和a2、b1和b2在一點重疊,這時能夠發生干涉。如果兩光路的光程差太大時,a1和a2、b1和b2不再重疊,而相互重疊的卻是a2和b1,此時不能發生干涉現象。這也是說,兩光路的光程差不能超過列波長度LC。因此,兩個光束產生干涉效應最大的光程差δm為該列波長度LC,最大的光程差δm稱為該光源所發光的相干長度。與相干長度相對應的時間t=δm/C稱為相干時間。

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