2022年迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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,

2、形成半反半透膜, 可使入射光分成强度基本相等的两束光,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 、M2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 M1和 M2 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 者从 E 处去看, 经 M 2 反射的光好像是从M 2是平面镜 M 2 由半反膜形成的虚像；观看 M 2来的； 因此干预

3、仪所产生的干预和由平面 M 1 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名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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2dcosi假设 M 1 与 M 2 平行,就各处d 相同,可得等倾

4、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dN2即 =2 dN依据该关系式就可测量光波波长 或长度d；四、试验步骤及操作名师归纳总结 1.单击登陆进入试验大厅第 2 页,共 4 页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- - - -

5、 - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 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M1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 1N 10 平面镜 M1 位置变化测量100 150 200 条纹的吞吐数50 di /mm 条纹的吞吐数N 2250 300 350 400 450 di+5 /mm N= N2 - N 1250 250 250 250 250 d i = di+5 -d i /5/mm d i = d

6、i - ./mm 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2. 数据处理由上表知 | d|= mm N= 250 UA= 5.77350*10-6 m UB= 1.08305*10-6 m U d= *10-6 m U = 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名师归纳总结 来影响,而对于圆环数N 就没有影响；第 4 页,共 4 页- - - - - - -