迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告 .docx

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1、精品名师归纳总结迈克尔逊干预仪测量光波的波长班级：学号：试验日期：一、试验目的1. 明白迈克尔逊干预仪的结构和原理，把握调剂方法。2. 利用点光源产生的同心圆干预条纹测定单色光的波长。二、仪器及用具名称、型号及主要参数迈克尔逊干预仪，He-Ne激光器，透镜等三、试验原理迈克尔逊干预仪原理如下图。 两平面反射镜 M 1 、M 2 、光源 S 和观看点E或接收屏四者北东西南各据一方。M 1、M 2 相互垂直， M 2 是固定的， M 1 可沿导轨做精密移动。G1 和 G2 是两块材料相同薄厚匀称相等的平行玻璃片。 G1 的一个外表上镀有半透亮的薄银层或铝层，形成半反半透膜， 可使入射光分成强度基本

2、相等的两束光，称G1 为分光板。 G2 与 G1 平行，以保证两束光在玻璃中所走的光程完全相等且与入射光的波长无关，保证仪器能够观看单、复色光的干预。可见G 2 作为补偿光程用，故称之为补偿板。G1 、G2 与平面镜M 1 、M 2 倾斜成 45 角。如上图所示一束光入射到G1 上，被 G1 分为反射光和透射光， 这两束光分别经M 1 和 M 2反射后又沿原路返回，在分化板后外表分别被透射和反射，于E 处相遇后成为相干光，可以产生干预现象。图中M 2 是平面镜 M 2 由半反膜形成的虚像。观看者从 E 处去看， 经 M 2 反射的光好像是从M 2 来的。 因此干预仪所产生的干预和由平面 M 1

3、 与 M 2 之间的空气薄膜所产生的干预是完全一样的，在争论干预条纹的形成时， 只需考察 M 1 和 M 2 两个面所形成的空气薄膜即可。两面相互平行可到面光源在无穷可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结远处产生的等倾干预， 两面有小的夹角可得到面光源在空气膜近处形成的等厚干预。假设光源是点光源，就上述两种情形均可在空间形成非定域干预。设M1 和 M 2 之间的距离为 d ，就它们所形成的空气薄膜造成的相干光的光程差近似用下式表示2d cosi假设 M 1 与 M 2 平行，就各处 d 相同，可得等倾干预。系统具有轴对称不变性， 故屏 E 上的干预条纹应为一组同心圆环，圆心处对应的光

4、程差最大且等于2d,d越大圆环越密。 反之中心圆斑变大、 圆环变疏。 假设 d 增加， 就中心 “冒出 ”一个条纹， 反之 d 减小，就中心 “缩进 ”一个条纹。 故干预条纹在中心处 “冒出 ”或“缩进 ”的个数 N 与 d 的变化量 d 之间有以下关系NdN即=2d2依据该关系式就可测量光波波长或长度d。四、试验步骤及操作1. 单击登陆进入试验大厅2. 挑选光学试验单击3. 双击迈克尔逊干预仪进入试验界面4. 在试验界面单击右键挑选“开头试验”5. 调剂仪器。抓图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6. 测量：由测量波长关系式可知，是以定值，平移M 1 来转变 d，观看等倾圆环条

5、纹的变化规律并记录。每“冒出”或“缩进”50个圆环中心亮斑最大记录一次 M 1 镜的位置，连续 9 次，用逐差法处理试验数据。抓图五、数据记录及处理1. 数据列表表 1平面镜 M1 位置变化测量N 1050100150200N 2250300350400450250250250250250条纹的吞吐数d i /mm条纹的吞吐数d i+5 /mm N= N2 - N 1d i = di+5-d i /5/mm d i = d i - ./mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2. 数据处理由上表知| d|= mmN= 250 UA= 5.77350*10-6 mUB= 1.0830

6、5*10-6 mU d= *10-6 mU = 2U d/N =nm运算平均值 = 2 d/N = 601.616nm依据标准值 标= 632.8nm百分相对误差 :E=|- 标 |/ 标 % = 601.62 + nm六、答复预习摸索题1. 测 He-Ne激光波长时， 要求 n 尽可能大， 这是为什么？对测得的数据应采纳什么方法进行处理？答： n 越大所测得的波长的精确度就越高，对试验测得的数据采纳逐差法进行处理。2. 从试验原理图 1 中看，假如把干预仪中的补偿板B 去掉，会影响到哪些测量？哪些测量不受影响？答：补偿板有两个作用，其一是补偿光程，其二是消色差，且最主要作用为消色差。补偿板 B 的作用是使光程差仅由M 1 、M 2 的位置打算，假设去掉B ，那么光程差仍受到平行板厚度、倾角、 折射率等因素的影响。综合分析可以知道，这样的话会使各个刻度的测量带来影响，而对于圆环数N 就没有影响。可编辑资料 - - - 欢迎下载