实验内容与步骤
（1）观察非定域干涉条纹
实验前先将迈克尔逊干涉仪调整至水平。如图3.63所示，用激光器做点光源，光路中另加扩束镜将光斑扩大，并将扩束的激光斑照在干涉仪分光镜上，使光轴基本与参考镜垂直。
图3.63 非定域干涉仪器图
实验操作步骤如下：
①转动粗动手轮，使移动镜M1处在参考镜M2相对分光镜G1大约相等距离（即M1位于40～50 mm）。
②转动微动手轮时，粗动手轮随着转动，但转动粗动手轮时，微动手轮并不随着转动。因此在读数前应先调整零点，方法如下：将微动手轮沿某一方向（顺时针方向）旋转至零，然后以顺时针方向转动粗动手轮使之对齐某一刻度。这以后，在测量时只能仍以同方向转动微动手轮使移动镜M1移动，这样才能使粗动手轮与微动手轮二者读数相互配合。
③用激光器做点光源，激光光斑照在干涉仪分光镜上，使光轴基本与参考镜垂直。
④从投影屏处观察（此时不放扩束镜），可看到由M1和M2各自反射的两排光点像，仔细调整M1和M2后的调节螺钉，使两排光点像严格重合，这样M1和M2就基本垂直，即M1和M′2就互相平行了。此时装上扩束镜，轻轻调节M2后的调节螺钉，即可在屏上观察到非定域干涉条纹，再使出现的圆条纹中心处于投影屏中心。
⑤顺时针转动微动手轮，使M1在导轨上移动，并观察干涉条纹的形状、疏密及中心“吞”“吐”条纹随光程差的改变而变化的情况。
（2）测量激光的波长
利用非定域的干涉条纹测定波长。按上述（1）的方法调出干涉圆条纹，顺时针方向缓慢转动微调手轮移动M1，将干涉环中心调至最暗（或最亮），记下此时M1的位置d1，继续同方向转动微调手轮，当条纹“吞进”或“吐出”变化数为Δk时，再记下M1的位置d2，设M1位置的变化数为Δd，则根据双光束干涉原理，测得激光的波长为：
测量时，Δk的总数要不少于500条，可每累计50条时读取一次数据，连续取10个数据，应用逐差法加以处理。
注意事项：
①为了使测量结果正确，必须避免引入空程，也就是说，应将微动手轮按原方向（顺时针方向）转几圈，直到干涉条纹开始移动以后，才可开始读数测量。②移动镜M1的位置读数方法（3个部分相加）：a.整毫米数可在机体侧面的毫米刻尺上读得。b.通过读数窗口，在刻度盘读到0.01 mm。
c.转动微动手轮微动手轮的最小读数值为0.000 01 mm。数据记录填入表3.25中，并按式（3.122）计算波长：
表3.25 等倾干涉条纹测定波长数据记录表
其中有：
（3）观察定域干涉条纹
①观察等倾干涉条纹：转动粗动手轮，使移动镜M1处在参考镜M2相对分光镜G1大约相等距离（即M′2和M1大致重合）。把单色钠光源S放在垂直于参考镜M2（图3.64）的位置，仔细调整M2后的调节螺钉。使眼睛上下左右移动时，各圆的大小不变，仅是圆心随眼睛移动，这时人们看到的就是严格的等倾条纹。移动M1观察条纹的变化情况。(https://www.daowen.com)
②观察等厚干涉条纹：在条纹实验步骤①基础上，调节M2后的螺钉使M1和M′2有一个很小的夹角，则在图3.65所示的E处就会看到直线干涉条纹，这就是等厚干涉条纹。仔细调节M2后的微调螺钉，即改变夹角的大小，观察条纹的疏密变化。
图3.64 观察等倾干涉条纹仪器图
图3.65 观察白光干涉条纹仪器图
③观察白光干涉条纹：按观察定域干涉条纹①观察等倾干涉条纹的调节方法将仪器调整好，并调出干涉圆条纹，转动粗动手轮，使圆条纹变宽，当出现1～2条条纹时，用微动手轮再仔细地调到条纹消失，即零光程位置，此时，将光源换成平行的白光光源（图3.65），眼睛在E处可观察到中央为直线黑纹，两旁有对称分布的彩色条纹的白光干涉条纹。
用本方法可以测量固体透明薄片折射率n或厚度l。当调出中央条纹后，在M1和G1之间放入一透明薄片，中央条纹移出视场，将M1向G1前移，会重新观察到中央条纹，测出放入薄片前后均可观察到彩色条纹的位置差ΔL，由式：
可求出l或n，一般l＜0.5 mm为宜。
（4）测量钠光的相干长度
可利用等厚条纹的观察方式，用等厚干涉条纹来测出钠光的相干长度。首先把干涉仪两臂调到接近相等，此时干涉条纹的对比度最佳，然后移动M1，直至干涉条纹由模糊变为几乎消失，这时的光程差即为相干长度。钠光灯的相干长度为2 cm左右。
（5）测钠黄光波长及钠黄光双线的波长差
①按观察定域干涉条纹①观察等倾干涉条纹的调节方法将仪器调整好，并调出干涉圆条纹，再按测量激光波长的方法进行测量，并计算出钠黄光的平均波长λ，并与钠黄光波长的标准值λ＝589.3 nm进行比较。
②同上调整仪器。如果使用绝对单色光源，当干涉光的光程差连续改变时，条纹的可见度一直是不变的。当使用的光源包含两种波长λ1及λ2，且λ1及λ2相差很小，我们所看到的圆形干涉条纹实际上是两种波长分别形成的两套圆环叠加在一起的。由式（3.115）可知，当M1、M′2的间距d为一定值时，λ1及λ2的干涉环的级次k1和k2是不同的，即：
a.当光程差为：δ＝2d＝k1λ1＝（k1＋1）λ2（其中k1为正整数）时，波长为λ1和λ2的光在同一点所形成的干涉条纹虽然级次各不相同，但都形成明条纹，故叠加结果使得视场中条纹对比度（所谓条纹对比度是指明条纹处的光强与暗条纹处的光强之比）增加。这时，实验者能看到明显的明暗相间的干涉条纹。
b.当光程差：
λ2（其中k1为正整数）时，两种波长的光在同一点形成的干涉条纹一个是明条纹另一个是暗条纹，叠加的结果使条纹对比度减小，视场中将看不出明显的干涉条纹，若λ1及λ2的光的亮度又相同，视场中将看不到干涉条纹。
改变光程差时，将循环出现这种对比度的变化。
继续逐渐移动M1以增加（或减少）光程差，条纹对比度又逐渐提高，直到λ1的亮条纹与λ2的亮条纹重合，暗条纹和暗条纹重合，此时可看到清晰的干涉条纹，再继续移动M1，条纹对比度又下降，在光程差：δ＋Δδ＝（k1＋Δk1）λ1＝（k1＋Δk1＋3／2）λ2时，条纹对比度最小（或为零）。因此，可测出从某一对比度最小的位置到下一个对比度最小的位置，其光程差变化Δδ应为
即
式中，Δδ即为相邻两次对比度最小时M1的位置差，可以在仪器上直接读出，λ为λ1及λ2的平均值，可由测钠黄光波长及钠黄光双线的波长差中的①测量计算出。因此λ1及λ2的波长差Δλ即钠光源双黄线的波长差就可由式（3.133）计算出来。
