迈克尔逊干涉仪调整与应用概要.doc

迈克尔逊干预仪调整与应用纲要实验预习报告姓名班级学号同组姓名指导老师实验日期迈克尔逊干预仪的调整与应用原理简述（原理图、重要公式）1.2.M1’与M2平行时，由于d=N*λ/2,能够确定光的波长λ=2d/N1M与1’M2不平行时，有Δλ=（λ1-λ2）=λ2/2D原始数据记录表2.实验报告姓名班级学号实验成绩同组姓名实验日期指导老师批阅日期迈克尔逊干预仪的调整与应用实验目的1. 认识迈克尔逊干预仪的构造原理和调治方法2. 察看非定域干预、定域干预、等厚干预、白光干预等现象3.测量光波波长，认识条纹可见度实验原理1. 迈克尔逊干预仪构造原理图中M1和M2是两面平面反射镜，分别装在相互垂直的两臂上．M1地址固定而M2可经过精巧丝杆沿臂长方向搬动；M2倾角固定而M1的倾角可经过反面螺丝调治．G1和G2是两块完好同样的玻璃板，在G1的后表面上镀有半透明的银膜，能使入射光分为振幅相等的反射光和透射光，称为分光板．G1和G2与M1和M2成45℃角倾斜安装．由光源发出的光束，经过分光板G1分红反射光束1和透射光束2，分别射向M2和M1，并被反射回到G1．由于两束光是有关光，进而产生干预．干预仪中G2称为补偿板，是为了使光束2也同光束1同样地三次经过玻璃板，以保证两光束间的光程差不致过大(这对使用单色性不好的光源是必要的．由于G1银膜的反射，使在M2周边形成M1的一个虚象M1＇．因此，光束1和光束2的干预等效于由M2和M1＇之间空气薄膜产生的干预．2. 等倾干预（定域干预）如图2所示，波长为λ的光速y经间隔为d的上下两平面M2和M1＇反射，反射后的光束分别为y1和y2。

设y1经过的光程为l，y2经过的光程为l+，ll即为这两束光的光程差，若是入射角为θ，则l=2dcosθ当l=2dcosθ=k时λ，为亮纹l=2dcosθ=（2k+1）λ/2时，为暗纹其中k∈N，称干预级序数，与某条干预条纹对应M1＇和M2能够察看到明暗相间的圆形条纹，这种干预叫等倾干预M2增加或减少λ/2距离，视场中心就吐出一个环或吞进一个环视场中干预条纹变化或移过的数目N与M2搬动距离d间的关系是：d=N*λ/23. 双单色波干预当双单色波射入至迈克尔逊干预仪时，干预条纹的视见度将发生周期性变化，若两波长分别为λ1λ2，且2d=kλ1,干预条纹为亮纹；2d=（k+1/2）λ2,干预条纹为暗纹即当2d/λ2-2d/λ1=1/2,则有λ1的亮纹与λ2的暗纹相互叠加，视场模糊；当d变为d＇，知足2d＇/λ2-2d＇/λ1=1,视场中的线条变得清楚当d＇变为d＇＇，并知足2d＇＇=k＇＇x，2d＇＇=（k＇＇+1/2）λ2，即2d＇＇/λ2-2d＇＇/λ1=3/2时，视场又变得模糊，由此：2D（1/λ2-1/λ1）=1，其中D=|d-d＇＇|，由于λ1λ2凑近，λ1λ2=λ2，则Δλ=|-λ12|=λ2/2ΔD因此，依照相邻2次模糊时M2搬动距离D获取双单色波的波长差。

4. 非定义域干预一点光源S发出的光束经干预仪M1＇与M2反射后，相当于由2个虚镜S1S2发出的有关光束，S1S2间距离为M1＇和M2间的2倍，将察看屏放入光场叠加区的任何地址处，都能够察看到干预条纹，这种条纹为非定域干预条纹实验数据记录、实验结果计算试验二.测定钠光灯的波长（N=50）λ参照=589.3nmM2初始地址dn：31.46917mm误差分析：d1-d平均=-0.00031d-1d平均=0.00007-d1d平均=0.00024δx=0.00028mmA=2.48δx=0.00070mmB=0.00004mmUd=7.05*10-4mmUλ=2Ud/N=2.82*10-5mmUrλ=Uλ平/均λ*100%=0.00048%λ =2d/N=590.0nm因此λ=590.0±0.705nm，Urλ=0.00048%对实验结果中的现象或问题进行分析、讨论一、注意事项1．光学元件是精巧设施，触摸简单致使光路偏折致使仪器破坏，切勿触摸2．调治M1背后的拉簧螺丝和微调螺钉均应该慢慢旋转，耐心察看视野中的变化3．为了防范空回误差，调治时应注意小刻度盘与中刻度盘的调治方向一致在转微调刻度时若是发现视野中没有吞吐的变化，应连续转下去直到两齿轮切合，出现吞吐。

4．要经过调治拉簧螺丝使视野在上下左右搬动的时候不出现吞吐现象计算吞吐的圈数时必然要耐心，数错一两个环就会致使很大误差5．在记录地址的从前要有定零的工作，使小刻度盘0刻度归零，大刻度盘的旋转方向同样6．在测定钠光波长实验中，开始记录数据后就不应调治粗旋钮，而应该用微调同时察看吞吐现象二、思虑题(一试依照迈克尔逊干预仪的光路，说明各光学元件的作用，并简要表达调出等倾干预、等厚干预和白光干预条纹的条件及程序答：M1、M2是平面反射镜，G1和G2是两块完好同样的玻璃板，在G1的后表面上镀有半透明的银膜，能使入射光分为振幅相等的反射光和透射光，称为分光板．G1和G2与M1和M2成45℃角倾斜安装．由光源发出的光束，经过分光板G1分红反射光束1和透射光束2，分别射向M2和M1，并被反射回到G1．由于两束光是相干光，进而产生干预．干预仪中G2称为补偿板，是为了使光束同样地三次经过玻璃板，以保证两光束间的光程差不致过大由于2也同光束G1银膜的反1射，使在M2周边形成M1的一个虚象M1＇．因此，光束1和光束2的干预等效于由M2和M1＇之间空气薄膜产生的干预．(二怎样利用干预条纹“吞”、“吐”现象，测定单色光的波长?答：设l为这两束光的光程差，若是入射角为θ，则l=2dcosθ当l=2dcosθ=k时λ，为亮纹；当l=2dcosθ=（2k+1）λ/2时，为暗纹。

其中k∈N，称干预级序数，与某条干预条纹对应M1＇和M2能够察看到明暗相间的圆形条纹，这种干预叫等倾干预M2增加或减少λ/2距离，视场中心就吐出一个环或吞进一个环视场中干预条纹变化或移过的数目N与M2搬动距离d间的关系是：d=N*λ/2由上式可知，如测出M2搬动距离D，则能够确定光的波长三在依照干预条纹视见度周期变化的规律测定钠双线波长差的方法中，你是怎样理解视见度的变化规律？答：视见度由清楚变模糊，再由模糊变清楚，其实是两个相位不同样的光的条纹叠加的结果由于波长不同样，他们随着M2搬动发生吞吐的快慢不同样，致使视见度的变化四试总结迈克尔逊尔涉仪的调整要点及规律1 翻开钠灯，预热几分钟2 在钠灯前盖一毛玻璃片，成为扩展光源3 搬动M2使与M1距离大概相等4形成点光源，是小孔与G1等高，双侧M1与M2形成的反射像，微调使之重合5取下小孔板，再微调M2背后的螺丝，可看到干预条纹6 察看眼睛上下左右搬动时，可否无吞吐，若有再微调水平或竖直拉簧螺丝五在察看等倾干预条纹，使M1与M2渐渐凑近时，干预条纹将越来越疏，试描述并说明在零光程地方察看到的现象．答：零光程时，射到任何一点的光都没有光程变化，因此是没有条纹的。

三、个人感想这个实验的过程其实其实不复杂，要点就在于要做到仔细耐心，不论是调出图像仍是数数其实只需静下心都能够做的很精准的自己在调治图像时每个进度都很快，可是由于不太仔细，连续两次调治调过头了在数数过程中也是，由于不仔细而多半或许少许致使第一次实验测出钠光波长为579nm，由于时间充裕又做了第二组，结果为560nm，误差更大于是在助教老师的耐心指导下，我静下心来记录了第三组数据，最后测出波长为590nm，很精准经过累计这900圈的计数让我最后理解了科学实验所需要的耐心与谨慎，我会将这种收获应用于此后的学习工作生活之中最后感谢助教老师的耐心指导和陪同！。