Этот интерферометр сыграл фундаментальную роль в развитии науки и техники. С его помощью впервые была измерена длина световой волны, проведено изучение тонкой структуры спектральных линий, выполнено первое прямое сравнение эталонного метра с определенной длиной волны света. С помощью этого интерферометра был осуществлен знаменитый опыт Майкельсона-Морли, доказавший независимость скорости света от движения Земли.
Рис. 4.22
Упрощенная схема интерферометра Майкельсона показана на рис. 4.22. Монохроматический свет от источника $S$ падает на разделительную пластинку $P$, которая состоит из двух одинаковой толщины плоскопараллельных стеклянных пластинок, склеенных друг с другом. Причем одна из склеиваемых поверхностей покрыта полупрозрачным тонким слоем серебра или алюминия.

Пластинка $P$ разделяет падающий на нее пучок на два взаимно перпендикулярных пучка 1 и 2 одинаковой интенсивности. Пучок 1 , отраженный затем от зеркала $3_{1}$, вторично падает на пластинку $P$, где снова разделяется на две части. Одна из них отражается в сторону зрительной трубы $T$, другая же идет к источнику $S$ и не представляет интереса.

Пучок 2, прошедший пластинку $P$, отражается от зеркала $3_{2}$, возвращается к пластинке $P$, где опять расчленяется на две части, одна из которых попадает в трубу $T$.

Таким образом, от одного источника $S$ получаются два пучка примерно одинаковой амплитуды, которые распространяются после разделительного слоя $P$ в разных «плечах» интерферометра, затем снова встречаются и создают при условии соблюдения временной и пространственной когерентности интерференционную картину в фокальной плоскости объектива зрительной трубы.

Зеркало $3_{1}$ неподвижно, а зеркало $3_{2}$ можно перемещать поступательно и изменять его наклон.

Заменим мысленно зеркало $3_{1}$ его мнимым изображением $3_{1}^{\prime}$ (в полупрозрачном *зеркале $P$ ). Тогда пучки 1 ‘ и 2’ можно рассматривать как возникающие при отражении от прозрачной \”пластинки*, ограниченной плоскостями $3_{1}^{\prime}$ и $3_{2}$, что заметно облегчает дальнейшие рассуждения.

Вид интерференционной картины зависит от юстировки зеркал и от расходимости пучка света, падающего на разделительную пластинку $P$. Обычно используют два случая.
1. Если пучок слегка расходящийся, а плоскости $3_{2}$ и $3_{1}^{\prime}$ параллельны, то получаются полосы равного наклона, имеющие вид концентрических колец. При поступательном перемещении зеркала $3_{2}$ радиусы колец изменяются: когда зеркало $3_{2}$ приближается к $3_{1}^{\prime}$, кольца стягиваются к центру, где и исчезают (обратное тому, что наблюдается в случае колец Ньютона). Смещение картины на одну полосу соответствует перемещению зеркала $3_{2}$ на половину длины волны. Визуально смещение можно оценить с точностью до $1 / 20$ полосы, но есть методы, позволяющие обнаружить смещение до $10^{-3}$ полосы. По мере приближения $3_{2}$ к $3_{1}^{\prime}$ ширина полос возрастает, и при совпадении $3_{2}$ с $3_{1}^{\prime}$ освещенность поля зрения становится равномерной.
2. Если пучок от источника $S$ параллельный, а плоскости $3_{2}$ и $3_{1}^{\prime}$ не параллельны, то в поле зрения трубы будут наблюдаться полосы равной толщины (как от клиновидной пластинки). В месте пересечения $3_{2}$ и $3_{1}^{\prime}$ – белый максимум (нулевой порядок интерференции, $m=0$ ).

При больших расстояниях между $3_{2}$ и $3_{1}^{\prime}$ и высокой степени монохроматичности света удавалось с помощью не лазерных источников наблюдать интерференцию очень выского порядка (около $10^{6}$ ).