关于迈克耳逊干涉仪修正系数的讨论
对迈克尔逊干涉实验的分析与讨论
绪论迈克尔逊干涉仪是1883年在美物理学家迈克尔逊和莫雷合作为研究“以太”漂移而设计创造出来的精密仪器。
它利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
迈克尔逊与其合作者用此仪器进行了三项著名实验：即迈克尔逊-莫雷实验，实验结果否定了“以太”的存在，为相对论的提出奠定了实验基础；随后将干涉仪用于光谱的精密结构的研究；利用光谱线的波长，标定标准米尺等工作，为近代物理和近代计算技术做出了重要贡献。
在实验中我们发现，用迈克尔逊干涉仪的点光源非定域干涉测氦氖激光的波长时,其值总是偏大。
本文通过对某些实验现象进行分析，找出了测量值偏大的原因是在某些区间里干涉条纹并不是严格的等倾干涉条纹。
由此本文通过公式运算与对实验现象的分析，找出了用迈克尔逊干涉仪测氦氖激光波长的最佳区间，并用实验数据进行了应证。
在以后的实验中，我们可以在此区间里进行测量，从而减小实验误差。
笔者发现，在大多数物理实验教科书中，对如何减小实验误差大都进行了罗列与叙述，但大多是从实验仪器与实验者等方面寻找问题，很少有人提及在实验中存在最佳测量区间这一问题。
笔者在实验中发现了一些异常现象，通过对象的分析，发现存在着最佳测量区间。
对迈克尔逊干涉实验的分析与讨论1 引言1881年迈克尔逊（Michelson，1852-1931）制成可以测定微小长度、折射率和光波波长的第一台干涉仪。
后来，他又用干涉仪做了3个闻名于世的重要实验：迈克尔逊-莫雷（Morley,1838-1923）“以太”漂移实验，实验结果否定了“以太”的存在，解决了当时关于“以太”的争论，并确定光速为定值，为爱因斯坦（Einstein,1879-1955)发现相对论提供了实验依据；迈克尔逊与莫雷最早用干涉仪观察到氢原子光谱中巴耳末系的第一线为双线结构，并以次推断光谱线的精确结构；迈克尔逊首次用干涉仪测得镉红线波长（λ=643.84696nm)，并用此波长测定了标准米的长度（1m=1553164.13镉红线波长)。
物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论
物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果
讨论
哎呀，今天我们要讲的是迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论。
这可是个高大上的实验啊，不过别担心，我会让你们轻松理解的！
咱们来了解一下迈克尔逊干涉仪是什么。
迈克尔逊干涉仪是一种用来测量光波长差的仪器，它由一个光源、一个分束器、一个反射镜和一个合并器组成。
通过调整光源的位置，我们可以观察到光波长的干涉现象，从而得到光的波长差。
接下来，我们来看看这个实验中可能出现的误差。
首先是仪器本身的误差，比如说反射镜的表面可能有污垢或者凹凸不平，这会影响到光线的反射。
其次是人为操作的误差，比如说调整光源位置的时候，手抖了一下导致位置不够准确。
还有就是环境因素的影响，比如说温度、湿度等都会对实验结果产生影响。
那么，我们该如何减小这些误差呢？我们要保证仪器的精度，定期对仪器进行维护和清洁。
在操作过程中要保持冷静，尽量避免手抖。
我们还可以利用一些补偿方法来减小环境因素的影响，比如说使用恒温恒湿的环境来进行实验。
好了，现在我们来看一下实验的结果。
根据我们的观察和计算，我们得到了光波长差为X微米。
这个结果看起来还不错，但是我们还需要进一步分析。
如果光波长差较大，说明我们的仪器精度还不够高；如果光波长差较小，则说明我们的仪器精度已经比较高了。
迈克尔逊干涉仪实验是一个非常有趣且实用的实验。
通过这个实验，我们可以了解到光的性质和波动规律，同时也可以锻炼我们的实验技能和分析能力。
希望大家在以后的学习中能够多多尝试这样的实验哦！。
迈克尔孙干涉实验误差分析及改进
迈克尔孙干涉实验误差分析及改进摘 要： 分析迈克尔孙干涉实验中可能出现的一些误差，并据此提出了对实验操作及仪器的一些改进。
关键词： 迈克尔孙干涉；误差；改进Error Analysis and Improvement of the Experiment ofMichelson InterferometerAbstract:The article analyzes some possible errors in the experiment of Michelson interferometer and puts forwardimprovements according to these analyses.key words: Michelson Interferometer ；error analysis ；improvement在短学期的物理实验中，我们利用迈克尔孙干涉仪观察了光的干涉的基本现象，并测量了单色光的波长、钠黄光两条谱线之间的波长差，估测了白光光源的相干长度和谱线宽度。
实验中所得的测量值与公认值相比，总是存在着或多或少的误差。
本文将通过对这些误差的分析来提出对迈克尔孙干涉实验的一些改进意见。
1、实验原理回顾1.1迈克尔孙干涉仪原理迈克尔孙干涉仪的原理图如图1所示，G1和G2为材料、厚度完全相同的平行板，G1的一面镀上半反射膜，1M 、2M 为平面反射镜，2M 是固定的，1M 和精密丝杆相连，使其可前后移动，最小读数为10-4mm ，可估计到10-5mm ，1M 和2M 后各有几个小螺丝可调节其方位。
光源S 发出的光射向G1板而分成（1）、（2）两束光，这两束光又经1M 和2M 反射，分别通过G1的两表面射向观察处E ，相遇而发生干涉，G2作为补偿板的作用是使（1）、（2）两束光的光程差仅由1M 、2M 与G1板的距离决定。
由此可见，这种装置使相干的两束光在相遇之前走过的路程相当长，而且其路径是互相垂直的，分的很开，这正是它的主要优点之一。
对迈克尔逊干涉仪实验的一些思考与改进
2012大学生物理实验研究论文对迈克尔逊干涉仪实验的一些思考与改进（东南大学 吴健雄学院，南京 211189）摘 要： 在做迈克尔逊干涉仪的实验时，调节1M 、2M 平行使两组光点中最亮的重合，但是在光屏上看不到干涉图样，就此进行了分析。
同时，利用数字电路中计数器的原理，作者对测量单色光波长的步骤中计数圆环的圈数作了改进。
关键词： 迈克尔逊干涉仪；干涉图样；数字逻辑电路Some thoughts and improvements on the experimentof Michelson InterferometerJi Hangwei(Chien-shiung Wu College ,Southeast University, Nanjing 211189)Abstract: When doing the experiment of Michelson Interferometer , we can ’t find the interference pattern. The author referredto some reference books and made some analysis. At the same time, the author made some improvements on measuring the wavelength of the laser by knowledge of digital logic circuit.key words: Michelson Interferometer; Interference pattern; digital logic circuit光学实验仪器一般都比较精密，调节要求高，难度大。
在做迈克尔逊干涉仪的实验中，我们也遇到了很多困难。
使用逐次逼近的方法调节光屏上的光点使其重合时，却无法观测到干涉图样。
我对此进行了资料查阅和分析。
迈克尔逊干涉仪实验实验误差及总结
迈克尔逊干涉仪实验实验误差及总结1. 引言迈克尔逊干涉仪，听起来像是个高大上的东西，其实就是用来测量光的干涉现象的一个仪器。
简单来说，它能帮我们观察到光波是如何互相干扰的，像一场光的“舞会”。
不过，光的舞姿并不是总那么完美，实验中常常会有一些小插曲和误差。
今天咱们就来聊聊这个干涉仪实验中的误差和总结，顺便顺便放松一下，别担心，不会让你觉得像上课一样枯燥。
2. 实验设置2.1 仪器组成首先，得说说这台干涉仪的组成。
迈克尔逊干涉仪主要由一个光源、分束器、反射镜和干涉图样接收器构成。
想象一下，光源就像是舞台上的灯光，分束器是个调皮的小家伙，把光分成两束，让它们各自舞动，然后又在接收器上重聚，形成美丽的干涉条纹。
就像两位舞者在舞台汇合，碰撞出火花。
2.2 实验过程在实验过程中，首先要确保所有的设备都摆放得当，光源要稳定，镜子也得清洁得不能再清洁。
光一旦出发，就像小孩子放飞了风筝，不能有丝毫的干扰。
不过，实际操作中，各种因素都可能影响到实验结果，比如振动、温度变化、甚至是空气的流动，都可能让这些光束的舞蹈变得有些失控。
3. 实验误差分析3.1 误差来源咱们说到误差，首先要明白，误差可不是小事。
它可以来自多个方面。
首先，环境的影响，比如温度、湿度，这些就像是天气变化让舞者不知所措，容易导致光速的微小变化。
另外，镜子的平整度、光源的稳定性、以及分束器的质量等，都是影响干涉条纹清晰度的“幕后黑手”。
想象一下，如果镜子不是完全平整，那干涉图样就会模糊，甚至完全消失，就像舞台上的灯光突然熄灭，观众们都懵了。
3.2 误差的修正不过，别担心，聪明的科学家们总是能找到办法来修正这些误差。
首先，可以通过改进仪器的设计来减少外部干扰，比如在实验室里安装防振设备，或者使用更稳定的光源。
此外，使用更精密的仪器，比如高品质的反射镜和分束器，也能大大提高实验的准确性。
还有，记得定期校准设备，就像给舞者调音，让他们在舞台上更加协调。
4. 总结最后，迈克尔逊干涉仪的实验其实就像是一场光的舞会，虽然过程中可能会出现各种误差，但只要咱们认真对待，努力去修正，就能让这场舞会变得更加精彩。
迈克尔逊干涉仪实验报告误差分析
迈克尔逊干涉仪实验报告,误差分析迈克尔逊干涉仪实验报告一、实验目的通过迈克尔逊干涉仪的实验，了解干涉现象的基本原理，学习如何利用干涉仪测量光源的波长和介质的折射率。
二、实验原理迈克尔逊干涉仪是利用光的干涉现象测量光源的波长或介质的折射率的一种仪器。
它由一个分束器、两个反射镜和一个合束器组成。
当一束单色光通过分束器后，会被分成两束光，分别沿着两个不同的光程传播，然后再由合束器合成一束光，形成干涉现象。
当两束光的光程差为波长的整数倍时，出现明条纹；当两束光的光程差为波长的半整数倍时，出现暗条纹。
通过对条纹的观察和计数，可以测量光源的波长或介质的折射率。
三、实验步骤1. 将迈克尔逊干涉仪放置在光学实验台上，调整分束器和反射镜的位置，使得光线正常传播。
2. 打开光源，调节分束器和反射镜的位置，使得在观察屏上形成明条纹。
3. 记录反射镜的位置和观察屏上的明条纹数目。
4. 移动一个反射镜，使得观察屏上的明条纹数目减少一半，记录反射镜的位置。
5. 根据实验数据计算出光源的波长和介质的折射率。
四、实验数据和结果根据实验步骤记录的数据，可以计算出光源的波长和介质的折射率。
在计算过程中，需要考虑各种可能的误差，并进行误差分析。
五、误差分析在迈克尔逊干涉仪实验中，可能存在以下几种误差：1. 光源的波长可能存在一定的波动，导致测量结果的误差。
为了减小这种误差，可以使用稳定的光源并进行多次测量取平均值。
2. 分束器和反射镜的位置调节可能存在误差，使得光线传播的路径发生偏差。
为了减小这种误差，可以使用精确的调节装置，并注意调节时的稳定性。
3. 观察屏上的明条纹数目的测量可能存在主观误差。
为了减小这种误差，可以使用显微镜等放大器具进行观测，并多次观测取平均值。
4. 在计算光源的波长和介质的折射率时，可能存在计算公式的近似误差。
为了减小这种误差，可以使用更精确的计算公式，并进行精确计算。
六、实验结论通过迈克尔逊干涉仪实验，我们可以测量光源的波长和介质的折射率。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告一、仪器调节1.调整镜面平行度：首先放置迈克尔逊干涉仪的光源，然后用手将光源移动，调整反射平面镜的角度，使光线在迈克尔逊干涉仪的整个光路中都能自由传播。
2.调整分束镜：使用一张透明的玻璃片将光线分束，再观察平行光束通过分束镜后是否能刚好落在平面镜的表面上，如果不能，则需要调整分束镜的位置，直到两束光线都能够平行而且刚好敲在平面镜上。
3.调整反射镜：迈克尔逊干涉仪中的反射镜有一个活动镜面，需要调整其位置，使两束光线在平面镜上反射时能够准确地再次合成一束光线，从而形成干涉现象。
4.调整干涉条纹：最后，可以在观察屏幕上是否能够清晰地看到干涉条纹，在实验过程中可以适当调整光源的位置或者调整反射镜的倾斜角度，以获得更好的干涉效果。
二、实验使用1.实验准备：首先设置好迈克尔逊干涉仪，并确保调节好仪器，使光线能够正常穿过仪器。
2.实验操作：将待测光源置于迈克尔逊干涉仪的一个光路中，调整干涉仪中的反射镜位置，使干涉条纹清晰。
然后，改变待测光源的位置，测量干涉条纹的移动量，利用已知的反射器间距和探测器移动的距离，可以计算得到光的速度。
3.数据处理：使用测得的数据和已知的仪器参数，进行计算和分析。
根据测得的干涉条纹移动量和已知的反射器间距，利用干涉仪的原理和公式，计算得到光的速度。
5.讨论和结论：根据实验结果，对实验中的不确定因素进行讨论，并得出结论。
如果实验结果与理论值一致，说明测量方法正确并且仪器使用正常；如果存在差异，可以分析差异的原因，并进一步完善实验方法或改善仪器使用的条件。
总之，迈克尔逊干涉仪是一种常见的用于测量干涉现象的仪器，通过调节和使用可以进行光速测量、薄膜厚度测量等实验。
在进行实验操作时，需要注意仪器的准确调节和数据的准确处理，以确保实验结果的可靠性。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用数据处理
迈克尔逊干涉仪的调节和使用数据处理干涉仪是利用光的反射原理来测量物体内外层物质之间相互作用的仪器。
通过反射光束所获得的散射光线，通过测定其反射光强度等信息，来判断物体内部结构是否完整，从而来确定物体表面材料中粒子或原子是以何种状态存在的。
迈克尔逊干涉仪即为以不同方式散射光来确定物体内部结构的仪器。
由于它有较高的灵敏度，在工业、军事和民用等领域都具有广泛应用前景。
迈克尔逊干涉仪由基座、导轨、干涉仪、光学探头组成，每一部分材料及参数都由基座和导轨提供。
迈克尔逊干涉仪工作时，由光学探头负责测量反射光（不允许有任何多余信号),通过测量反射光强度而获得散射光线的信息。
由于不同散射光在空间中相互干涉时会产生衰减现象，所以通过调节不同角度也可以对不同部位造成散射光线。
通过调整不同角度可获得同一区域内物体运动状况信息。
我们使用这款仪器除了可以对物体进行静态测量外，还可以使用在动态分析与设计等领域中使用（请参见图1)。
1、将探头与基座连接当把探头从基座上拉下时，探头应与基座固定在一起。
在进行测量时，将探头拉入固定位置，使其在中心线上。
由于干涉仪与测量体之间存在着一定距离，所以固定探头并不能有效地避免仪器与测量体之间的干涉。
这时通过调整探头的角度，就可以有效地减少仪器与测量体之间的干涉。
同时由于在测量时探头位于测量体中央部位，所以可以用测量体与探头之间的距离来测量量程尺寸以及测量角度。
若测量体之间有较大的距离则无法对量程尺寸等进行测量。
但是如果测量体之间没有较大距离时就可以通过调整不同角度所获得的量程尺寸获得。
这样经过实际测量体与量程尺寸之间是有一定距离的，在此过程中探头和基座之间还会出现一些阻碍。
所以为了方便测量体之间存在比较大距离，在与固定探头连接时可采用连接并保持仪器处于较长时间工作状态（请参见图3)。
如果出现上述现象则应检查一下探头连接线是否正确并及时更换（请参见图4),以免由于安装问题造成测量过程中信号不稳定导致错误数据产生。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第２ ２卷 第 ２期
２０ ０ ８年 ６月 出 版
大
学
物
理
实
验
Ｖ ２２ Ｎｏ． ２
Ｐ ＨＹＳ ＣＡＬ Ｉ ＥＸＰＥＲＩ ＥＮＴ Ｍ ０Ｆ Ｃ０Ｌ ￡ Ｕ ＧＥ
Ｊ ｎ． ２ ｏ ｕ ０８
文 章 编 号 ：０７ ９ ４ ２０ ）２—０４ １０ —２ ３ （０８ ０ ０４—０ ３
读数 得 到 的数据 如表 １ 。
表 １ 动 镜 ｌ 位 置 坐 标 《 隔 ５ 的 间 Ｏ个 环 ） 单位 ：
采用 逐差 法处 理 数据 ：
△ ｌ＝ ｌ ５一 ｌＩ … △ ４ ： ｌ ８一 ４
收 稿 日期 ： ０ —０ ２ ８ ２—１ ０ ８
文献标识码 ： Ａ
中图 分 类 号 ：４ ６ ０ ３
Ｉ 引 言
迈 克 尔逊 干 涉 仪是 一 种 典 型 的用分 振 幅法 实现 干 涉 的精 密光学 仪 器 。它 可用 来 观察 许 多 干涉 现象 ， 究 光 源 的 时 间相 干性 ， 研 进行 各 种精 密 的测 量… 。迈 克 尔 逊 干 涉 仪在 长 期使 用 后其 精 密 丝杠 等 传 动 装置 将 产 生磨损 使 得 测 量 的数 据 有 偏 差 ， 时 对 所测 量 的数 此
由 ＝ （ ＋口 可 得 ： １ ） △ ：△ （ ＋口 １ ） 。 口： 一 一１ Ｌ （） Ｊ １
假如现在利用氦氖激光器的扩束镜等装置在迈 氏干涉仪的观察屏上调 出等倾干涉的
同心 圆环 ， 后 转 动微 调 手 轮 ， 同心 圆环 的圆 心处 每 吞 吐 ５ 记 录下 动 镜 Ｍ１的 坐标 然 当 ０环
．
（） ２
：０． ６ ２ ０ ３ ８ｍｍ
，
（ 意 由于用 逐 差 法处 理 数 据 ， ｜ ｋ对应 ２ ０ 环 ） 注 因 比△ ０个
于是 干 涉仪 修 正系 数 的最 佳 值 为 ：
。
、
＝
７ 一ｌ １
一
＼ （） ３
如何 求 出 ａ的不 确 定度 呢 ？
这里 的△ 是 由氦 氖激 光 波 长 标 定 的 值 ， 设 我 们在 数 １０个 环 时 可 能 有 ０ ５个 环 假 ０ ．
的偏 差 ， 则
Ⅱ △ ） Ｏ ５ （ ． ■ ｉ 面
Ⅱ △ ） （ ＝ △ ＝ ．０３ 一 ０ ０ｏ ２
△ 是测 量 的值 ， 应 包 含 Ａ类 不 确定 度和 Ｂ类不 确定 度 ： ． 它
／ △ 一 ２ ∑（ △
（ ）√ 上
Ⅱ（ △ ， ： ） （ △仅可 取 迈 氏干 涉仪 的最小 刻 度值 ０００ ｍ 。０ ｌ ｍ）
（ ４ ）
（） ５
Ⅱ △ ： ２△ ＋ △ （ ） √Ⅱ（ ） Ⅱ （ ）
修 正 系数 ｎ的标 准 不确 定 度 为 ：
＝
） ［ Ⅱ Ⅱ 】 ： （ ） √ △卜［ （ ） √ 卜【 ［ 刮
Ｕ 口 ＝ ｕ 口 （ ） ２ （）
（ ６ ）
如果 包 含 因子 ｋ取 ２则 ａ的： 不确定 度 为 ： 扩展 ａ的相对 扩 展不 确 定 度 为 ：
—
４ 一 ４
维普资讯
△； ： ÷∑，ｘ － ￣ －
Ｍ１ 动 的距 离 △ 与 入 射 光 的波 长 关 系为 ］ 移 ：
△ 妻△从 ：
氦氖 激 光波 长 ６ ２ ８ ， △ ：－ ￣ ｘ ３ 。 肋。有 ２ ｘａ： １＊２ ０ ３ ８腑 １ － ０ ＊６２
＋
虏。： （ ）
、
（） ７
３ 关于修 正 系数 的讨 论
如 果将 表 一ｌ中 的数 据代 入 上 面 的计算 公式 可得 ： 一 。０ １ Ｅ（ ） ５ ％ 。 ＝ ０ ０４ ； 口 ＝２０
ａ的相 对扩 展 不确 定 度居 然 ： 起于 １０ ， ｏ ％ 这有 什 么含义 呢？这是 否说 明我 们测量 的数 据很差 呢 ？我们 先来 重 新确 认 一 下 ａ的含 义 ， 是 于 涉仪 的修 正系 数 ， 它 如果 一 个 干 涉仪 足够精 确 ， 么 ａ将趋 近于 “ ” 即式 （ ） 的分母将趋 近 于“ ” 而根 据 （ ） 和（ ） 可知 那 ０， ７中 Ｏ， ５式 ６式
据 的质 量好 坏 。或 者 说 用 它来 表 征 测量 数 据 的质量 是 不合 适 的 。那 么应 该用 哪 一 个量来
Ａ ． ． ‘
表征 测 量 的数 据 的 质量 更 科学 呢 ， 里 我们 引 进一 个量 ， 这 令 ＝１ ＋ａ＝ 的相 对 扩展 不 确定 度 ：
４ ５ ・— － —
—－—
—
维普资讯
分 子 （ ） ａ 并不 同时 趋 近 于“ ” 因此 Ｅ（ ） ０， ａ 将趋 近 于无穷 大 ， 见 此时 Ｅ（ ） 于 １０ 是 可 ａ大 ０％
符合 逻 辑 的 。
Ｅ ａ 大 于 １０ 虽然 符 合 逻辑 ， Ｅ（ ） （） ０％ 但 ａ 的大 小 却 不 能 反 映 在测 量 过 程 中所 采 集数
关 于 迈 克 耳 逊 干 涉 仪 修 正 系数 的讨 论
郇 维 亮
（ 辽宁科技大学 ， 山， １０ １ 鞍 ｌ４５ ）
摘 要 文 章 介 绍 了 迈 克 尔 逊 干 涉 仪 修 正 系 数 的 求 解 过 程 ， 论 了 如 何 根 据 其 相 对 扩 讨
展 不 确 定 度 大 小 来 判 定 修 正 系 数 的 意义 。 关键词 迈 克 尔 逊 干 涉 仪 ； 正 系 数 ； 确 定 度 修 不
据进 行 修 正是 必 要 的 。 ２ 修正 系数 及 其 不确 定 度 计 算公 式 的导 出
我们用 氦 氖 激 光器 的激 光波 长 校 正迈 氏干 涉仪 的读数 ， 出的修 正公 式 的形式 为 仪 的读 数 ， 为 经修 正后 的真 值 ； 称为 修正 系 数 。 ｏ被