自-迈克逊干涉仪实验报告.pdf

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1、广东第二师范学院学生实验报告 院（系）名称 物理系 班别 姓名 林泽湖 专业名称 物理学师范 学号 实验课程名称 普通物理实验 实验项目名称 迈克尔逊干涉仪的调整和使用 实验时间 201年 0月 11 日 实验地点 物理楼 4 楼实验室 实验成绩 指导老师签名 内容包含：实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳(数据、图表、计算等）、实验结果与分析、实验心得 实验目的：1.了解迈克尔逊干涉仪的结构、原理和调节方法；2.观察定域干涉和非定域干涉条纹的特点;3.观察等倾干涉、等厚干涉现象；4.利用迈克尔逊干涉仪光波的波长。实验使用仪器与材料:迈克尔逊干涉仪、钠光灯、毛玻璃屏、激光

2、光源等。实验原理:迈克尔逊干涉仪的光路 （一)所示。从光源 S 发出的一束光摄在分束板 G1 上，将光束分为两部分：一部分从 G1 半反射膜处反射，射向平面镜 M；另一部分从 G1 透射，射向平面镜 M1。因 G1 和全反射平面镜 M1、M均成角，所以两束光均垂直射到 M1、上。从 M2 反射回来的光，透过半反射膜；从 M2 反射回来的光,为半反射膜反射。二者汇集成一束光，在处即可观察到干涉条纹。光路中另一平行平板G2 与 G平行，其材料厚度与完全相同，以补偿两束光的光程差,称为补偿板。在光路中,M1是 M被 G半反射膜反射所形成的虚像,两束相 干光相当于从1和 M2 反射而来，迈克尔逊干涉仪

3、产生的干涉条纹如同 M和 M1之间的空气膜所产生的干涉条纹一样。（2）单色电光源的非定域干涉条纹 M2 平行1且相距为，发出的光对 M2 来说,如 S发出的光,而对于 E 处的观察者来说,S如位于2一样。又由于半反射膜 G 的作用，M如同处于1的位置,所以 E 处观察到的干涉条纹，犹如1、S2发出的球面波,它们在空间处处相干,把观察干光相当于从M和 M2 反射而来,迈克尔逊干涉仪产生的干涉条纹如同 M2和 M1之间的空气膜所产生的干涉条纹一样。(2）单色电光源的非定域干涉条纹 M2 平行1且相距为 d,发出的光对 M2 来说,如 S发出的光,而对于 E 处的观察者来说,S如位于 S2一样。又由

4、于半反射膜的作用，1 如同处于的位置，所以处观察到的干涉条纹,犹如 S、S发出的球面波,它们在空间处处相干，把观察屏放在 E 空间不同位置,都可以看到干涉花纹，因此这一干涉为非定域干涉。屏放在空间不同位置，都可以看到干涉花纹，因此这一干涉为非定域干涉。如果把观察屏放在垂直于 S1、S的位置上,则可以看到一组同心圆,而圆心就是1,、S的连线与屏的交点。设 E 处(ES2=L)的观察屏上，离中心 E 点远处某一点 P,E的距离为 R,则两束光的光程差为 d 时,展开上式并略去 dL，则有 式中是圆形干涉条纹的倾角。所以亮纹条件为 2ds=k (k=0,2,)由此式可知,当、一定时，如果 d 逐渐减

5、小,则 co将增大，即角逐渐减小。也就是说,同一 k 级条纹,当 d 减小时,该圆环半径减小，看到的现象是干涉圆环内缩;如果 d 逐渐增大,同理看到的现象是干涉条纹外扩。对于中央条纹，若内缩或外扩 N 次，则光程差变化为 2dN式中,d 为 d 的变化量，所以有=2d/通过此式则能有变化的条纹数目求出光源的波长。实验步骤:（1）调节迈克尔逊干涉仪并且观察干涉条纹 布置仪器，是钠光灯照亮毛玻璃上的十字架,是平面镜 M1 和 M1之间的距离大概为 0,看见两个十字架的像，调节平面镜后面的螺丝，使两个较亮的十字架的像完全重合，既可以看见较为细密的干涉条纹。再调节微调螺丝。（2）测量纳黄双线的波长 选

6、择 M1 上某一位置为起点，记下起点的位置为 d0,然后按原旋转方向缓慢的转动微动手轮以转动 M1,没陷入 100 条条纹记录一组数据 实验数据整理与归纳：do=2.74380 d32.71379 00.0001 波长=600.nm 实验结论与分析：实验结果发现测量计算出的钠光灯双线波长是在误差范围内的,虽然有误差，但是误差不大。造成误差的主要原因是干涉条纹数错了或者疏漏了，因为干涉条纹分布的比较密集，比较难数，因此,造成了误差。实验心得:这次实验由于把干涉条纹调节出来就用了很多时间,所以没时间做五组数据，得不到平均求波长的结论，因此也使我们测量出来的有数据误差，而且就算最后调节出来,没有专业的仪器。我们很难精准的数出00条干涉条纹,所以,这个实验还是有点难度的,因为实验数据不好获取。