用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告1400字.docx

    用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告1400字    一、 名称：用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长二、 目的：1、2、3、4、 了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉条纹的形成原理 通过观察实验现象，加深对干涉原理的理解 学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法 观察等倾干涉条纹，测量激光的波长三、 实验器材：迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光四、 原理：迈克尔逊干涉仪光路如图所示当M1'和M2严格平行时，所得的干涉为等倾干涉'所有倾角为i的入射光束，由M1和M2反射反射光线的光程差?均为2dcosi，式中i为光线在M1镜面的入射角，d为空气薄膜的厚度，它们将处于同一级干涉条纹，并定位于无限远这时，图中E处，放一会聚透镜，在其共焦平面上，便可观察 到一组明暗相间的同心圆纹干涉条纹的级次以中心为最高，在干涉纹中心，应为i=0，由圆环中心出现2d'亮点的条件是??2d?k?，得圆心处干涉条纹的级次k?当M1和M2的间?距d逐渐增大时，对于任一级干涉条纹，例如第k级，必定以减少其cosik的值来满足2dcosik?k?，故该干涉条纹向ik变大（cosik变小）的方向移动，即向外?时，2就有一个条纹涌出。

反之，当间距由大逐渐变小时，最靠近中心的条纹将一个个?“陷入”中心，且每陷入一个条纹，间距的改变亦为 2扩展这时，观察者将看到条纹好像从中心向外“涌出”；且每当间距d增加因此，只要数出涌出或陷入的条纹数，即可得到平面镜M1以波长λ为单位'而移动的距离显然，若有N个条纹从中心涌出时，则表明M1相对于M2移动了?d?Nd，已知M1移动的距离和干涉条纹变动的数目，便可确定光波的波长 2五、 步骤：1、仪器设计成微动鼓轮转动时可带动粗动手轮转动，但粗动手轮转动不能带 动微动鼓轮转动（它只带动M1镜运动），为防止粗动手轮与微动鼓轮读数不一致 而无法读数或读错数的情况出现（如粗动轮指整刻度处，而微动轮不指在零刻度 处），在读数前应先调整零点方法如下：将微动轮沿某一方向（例如顺时针方 向）旋转至零，然后以同方向转动粗动轮使之对齐某一刻度之后测量过程中只 能仍以同方向转动微动轮，使M1镜移动，不得再转动粗动轮，这样才能使微动 轮与粗动轮两者读数相互吻合2、为了使测量结果正确，必须避免引入空程误差，也就是说，在调整好零点以后，应将微动轮按原方向转几圈，直到干涉条纹开始移动以后，才可开始读数测量为了消除空程误差，调节中，粗调手轮和微调鼓轮要向同一方向转动；测量读数时，微调鼓轮也要向一个方向转动，中途不得倒转。

这里所谓“同一方向”，是指始终顺时针，或始终逆时针旋转3、用逐差法进行数据处理，表格自拟六、 记录:七2?d1?632.7nm 2N2?d2 ?2??631.7nm N2?d3 ?3??647.1nm N2?d4 ?4??639.1nm N???2??3??4632.7?631.7?647.1?639.1波长的平均值??1??637.7nm 44标准偏差为：由?d?N?可得：?1??A?S???1.243?10?9m波长的绝对误差为：??????0?637.7?632.8?4.9nm?4.9?10?9m 相对误差为：?????0?100%?4.9?100%?0.77% 632.8第二篇：光的干涉 衍射 测量波长实验 4700字光的干涉定义：两列光波在空间中相遇叠加，某些区域的光被加强，出现亮纹；某些区域的光被减弱，出现暗纹，且加强区域和减弱区域互相间隔的现象干涉条件：频率相同、振动情况相同杨氏双缝干涉实验装置器材：光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏光源：提供光源滤光片：使复色光成为单缝：使入射光成为 光源双缝：使入射光成为 光源遮光筒：防止 干扰实验光屏：承接形成的像光屏像的特点：（1）单色光中央为亮条纹，两边为等间距对称分布的明暗相间条纹；（2）白光屏上得到彩色条纹，中央为白色； L（3）相邻亮条纹（暗条纹）之间的中央间距为定值 ，?x??其中L为 距离，d为 距离 ，?为光的光的干涉现象的解释：亮条纹处：P1暗条纹处：S例题1：波长为5890埃的黄光照在一双缝上，在距双缝为1米的观察屏上，P－P1S1= S1S纹的间距共宽2.4厘米，双缝间的距离为 。

2练习1：双逢干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏?S?kk?的距离为L，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是 ( )A．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰 ?B．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹?S?k?k?C．若将双逢间距离d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小 2D．若将双缝间距离d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大练习2：如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与－S1和S2距离之差为2.1×106m，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？－(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×107m－(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×107m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°1薄膜干涉由薄膜的前、后两表面反射的两列波叠加而形成，单色光在薄膜上形成水平状的明暗相间的条纹；白光形成彩色条纹;形成原因：光经过液膜前后两个液面反射回来的光线发生叠加，这两束相干光走的光程不同，如果光程差为光半波长偶数倍，出现 条纹如果光程差为光半波长奇数倍，出现 条纹应用：增透膜、检查平面平整度等例题2：有的眼镜、较精密的光学镜头的表面都镀有一层薄膜（常用氟化镁），叫增透膜，它能减少反射光，增加透射光.增透膜的原理是 .练习3：用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。

图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A．当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°B．当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°C．当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持不变练习4是得到的干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是_________填“上凸”或“下凹”）练习5：如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是( )①人从右侧向左看，可看到彩色条纹②人从左侧向右看，可看到彩色条纹③彩色条纹水平排列④彩色条纹竖直排列A.①③ B.②④ C.①④ D.②③光的衍射光可以绕过障碍物或孔隙，偏离直线传播路径进入阴影区域的现象，称为光的衍射现象 单缝衍射：1、中央亮纹宽而亮2、两侧条纹明暗相间，具有对称性，亮纹的宽度、亮度都在逐渐减小注：单缝衍射与双缝干涉的区别双缝干涉：各明纹或暗纹宽度、亮度基本相等；单缝衍射：中央条纹最宽最亮,两侧条纹宽度、亮度逐渐减小．规律：1：波长一定时，单缝越窄,中央条纹越 ，各条纹间距越 ．(衍射越明显) 2：单缝不变时，波长大的中央亮纹越，条纹间隔越衍射越明显) 3：白光的单缝衍射条纹为中央亮（白色），两侧为彩色条纹，且外侧呈，靠近光源的内侧为 ．2圆孔衍射：1、孔较大时——屏上出现2、孔较小时——屏上出现 圆孔衍射特点：1、中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环；2、越往外，圆形亮斑的宽度、亮度越3、用不同色光照射时候，波长越长的光，中央圆形亮斑的直径越；4、同一种色光，圆孔越小，中央亮斑的半径越；5、白光的圆孔衍射图样中，中央是白色圆形亮斑，周围是彩色同心圆环圆盘衍射：圆盘衍射特点：1、中央圆心处为小亮斑（泊松亮斑）且中心环为较宽的暗环；2、中心暗环的宽度比周边的暗环的宽度大的多例题3：下列关于单缝衍射的说法中，正确的是（ ）A和光的双缝干涉图样相同B各亮条纹的宽度不同而亮度相同C各亮条纹的宽度相同而亮度不同D中央亮条纹的宽度最宽，亮度最亮练习6：用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图形，它们特征是（ ）A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的B．中央均为亮点的同心圆形条纹C．中央均为暗点的同心圆形条纹D．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的练习7：在单缝衍射实验中，下列说法错误的是( )A．将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹变窄B．使单缝宽度变小，衍射条纹变窄C．衍射现象中的明暗条纹是光叠加的结果D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽练习8：用点燃的蜡烛照亮一个带有圆孔的遮光板，当圆孔的直径由数厘米逐渐减小为零的过程中，位于遮光板后面的屏上将依次出现的现象是：____________；__________；___________．3实验：用双缝干涉测量光的波长实验目的：(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件。

2)观察白光和单色光的双缝干涉图样3)测定单色光的波长实验原理：根据λ= 可以计算出单色光的波长公式中d为双缝间距离，Δx为相邻两条亮纹间的距离，L为双缝到屏之间的距离，实验中d一般是已知的，所以测出 、 即可求出光的波长Δx的测量可用测量头完成，如图所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成通过测量头可清晰看到干涉条纹，分划板上中心有刻线，以此作标准，并根据手轮的读数可求得Δx由于Δx较小，可测出n条亮(或暗)条纹的间距a，则相邻亮条纹间的距离Δx＝ 实验步骤：1、按照如图顺序安装好实验装置，调整仪器，使得能观察到清晰的干涉条纹；2、使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹3、用刻度尺测量双缝到光屏的距离L(d是已知的)误差分析：(1)双缝到屏的距离l的测量存在误差2)测条纹间距Δx带来的误差：①干涉条纹没有调整到最清晰的程度②误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度③分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心④测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清。

例题4：在观察光的干涉现象的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按图所示的方法，让激光束通过自制的双缝1)保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________(选填：“越大”或“”越小)；(2)保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距________(选填：“越大”或“越小”)；(3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时________(选填“大”或“小”)；练习9：现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、____ ____、A2)本实验的实验步骤有：①取下。