9、干涉法测热膨胀系数.pptx

深圳大学物理实验教学中心

历史背景

v迈克尔逊干涉仪由美国物理学家阿

尔伯特·亚伯拉罕·迈克尔逊于

1881年发明。

v1887年，迈克尔逊和爱德华·威廉姆

斯·莫雷使用这种干涉仪进行了著名

的迈克耳逊-莫雷实验，证实了“以

太”并不存在。

v涉及两次诺贝尔奖：1907年和2017年

一实验目的

了解迈克尔逊干涉仪的基本原理。

采用干涉法测量试件的线性热膨胀系数。

二、实验原理/2.1平均线性热膨胀系数

线性热膨胀系数：固体物质的温度每改变1℃时，

单位长度的伸长量。

在实际的测量当中，通常测得的是固体材料在室

温T1下的长度L1及其在温度T1至T2之间的伸长量

∆L21就可以得到热膨胀系数，这样得到的线性热膨

胀系数是平均线性热膨胀系数：

（1）

二实验原理/2.2迈克尔逊干涉仪原理

迈克尔逊干涉仪光路

分束镜将入射光分成

两束，一束反射至反

射镜M1，另一束透射

至反射镜M2，在观测

者看来，等效于在前

方有两个光源S1和S2。

S1和S2是相干光源，

在屏形成干涉条纹。

二实验原理/2.3等倾干涉条纹形成

等倾条纹的特征

1、倾角相同的地方构成内

d疏外密同心圆环

2、K=2dcosθ/λ，θ越小，级

数越大

3、在中心附近，cosθ~1，d

没改变λ/2，条纹就冒出或

消失一个

光程和d及θ有关，在d不4、若平面镜不严格垂直，

变时，θ相同地方形成同干涉将兼有等厚和等倾成分，

一级条纹，所以叫等倾干条纹是弯曲的

涉

二实验原理/2.4干涉法测量线膨胀系数

动镜（反射镜3）的位移量∆L与干涉条纹变化的级数N成正比，即：

（2）

将式（2）带入式（1）得：

（3）

三、实验仪器3.1实验仪器

反射镜1

激光器

反射镜2

分束镜扩束镜

反

射

镜

3

观测屏加

温热

控开