迈克尔逊干涉仪专题实验报告
实验一迈克尔逊干涉仪实验报告_2011.5.17
实验一迈克尔逊干涉仪实验报告_2011.5.17英文回答:Michelson Interferometer Experiment Report_2011.5.17。
Abstract。
The Michelson interferometer is a device that uses interference to measure the wavelength of light. It was invented by Albert A. Michelson in 1881. The interferometer consists of two mirrors that are placed at a distance of about 2 meters apart. A beam of light is split into two beams, and each beam is reflected by one of the mirrors. The two beams are then recombined, and the interference pattern is observed.Materials。
Michelson interferometer。
Light source。
Detector。
Procedure。
1. Set up the Michelson interferometer.2. Align the mirrors so that the beams of light are parallel.3. Adjust the distance between the mirrors so that the interference pattern is visible.4. Measure the distance between the bright fringes.Results。
大学物理《迈克尔逊专题》—迈克尔逊干涉仪实验报告
大学物理《迈克尔逊专题》—迈克尔逊干涉仪实验报告《迈克尔逊专题》实验报告前几周我做了迈克尔逊专题实验,对迈克尔逊干涉仪有了更加深刻的认识。
迈克尔逊干涉仪,是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作,为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。
它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
通过调整该干涉仪,可以产生等厚干涉条纹,也可以产生等倾干涉条纹。
主要用于长度和折射率的测量,若观察到干涉条纹移动一条,便是M2的动臂移动量为λ/2,等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。
在近代物理和近代计量技术中,如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。
利用该仪器的原理,研制出多种专用干涉仪。
迈克耳逊干涉仪是这个专题实验最主要的试验仪器,此专题包括:1、迈克耳逊干涉仪在钠光灯照射下测量钠双线波长差; 2、白光干涉测量平板玻璃折射率;3、由迈克耳逊干涉仪改装成的法布里——玻罗干涉仪测钠双线波长差。
这三个实验都与波的干涉有关,都是利用干涉原理进行试验的。
迈克尔逊干涉仪的工作原理是干涉条纹是等光程差点的轨迹,因此,要分析某种干涉产生的图样,必求出相干光的光程差位置分布的函数。
若干涉条纹发生移动,一定是场点对应的光程差发生了变化,引起光程差变化的原因,可能是光线长度L发生变化,或是光路中某段介质的折射率n发生了变化,或是薄膜的厚度e发生了变化。
另外钠光灯辐射产生的两条强谱线的波长是不一样的,分别为589.6nm和589.0nm,波长差与中心波长相比甚小。
如果用这种光源照明迈克尔逊干涉仪,所获得的圆形等倾条纹实际上是两种波长分别形成的两套干涉条纹的叠加。
当全反镜M1、M2之间的距离d为某一值时,会恰好出现波1的k1级明条纹恰好与波2的k2级暗条纹重合,这时条纹最模糊,对比度小,为零。
当动镜M1继续移动时,两个条纹会错开,会出现清晰的圆形等倾条纹。
这就是钠光灯产生的干涉现象。
现在根据上述原理对以下实验进行介绍。
迈克尔逊干涉实验报告
迈克尔逊干涉实验报告篇一:物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论实验总结:1.在实际测量中,出现了一下情况:随测量次数的增多,圆心位置发生了变化,这种现象是与理论相悖的,原因是由于M1与M2’未达到完全平行或调整仪器时未调整好,而且圆心偏移速度越快越说明M1与M2’平行度越差。
2.在测量完第一组数据后,反向旋转时会在旋转相当多圈后才会出现中心圆环的由吞吐变吐,这个转变不是立即就完成的,这是因为仪器右侧的旋钮为微调旋钮,使用它对干涉仪的性质改变影响较小,故有吞变吐需要旋转相当一段时间,此时应旋转中部大旋钮,再使用微调,但不要忘记刻度盘调零。
3.两组数据所测得的结果相差较大,这可能是由于测量过程的误差或操作失误所引起的,应尽量避免。
4.实验中还观察到许多现象,如M1上出现很多光斑,其中有亮有暗,同心圆的粗细和疏密变化等等。
但由于理论知识的缺乏,我们尚无法给出上述问题的完美解释,需要我们进一步的学习与探索。
一进行分析讨论。
从数据表格可以看到,在误差允许范围内,测量波长与理论波长一致,验证了这种测试方法的可行性。
误差分析:①实验中空程没能完全消除;②实验对每一百条条纹的开始计数点和计数结束点的判定存在误差;③实验中读数时存在随机误差;④实验器材受环境中的振动等因素的干扰产生偏差。
3)实验结果:经分析,当顺时针转动旋钮时,“吐”出圆环,此时测得一波长,当逆时针转动旋钮时,“吞”出圆环,此时亦测得一波长。
将二者取平均值得测得光的波长:,P=0.95。
5.一个迈克尔逊实验,不但让我领悟到迈克尔逊设计干涉仪的巧妙和智慧,也更让我知道了做实验要有耐心和恒心,哪怕实验再麻烦,也必须坚持不懈,注重细节,这样才能真正地把实验做2.1、为什么白光干涉不易观察到?答:两光束能产生干涉现象除满足同频、同向、相位差恒定三个条件外,其光程差还必须小于其相干长度。
而白光的相干长度只有微米量级,所以只能在零光程附近才能观察到白光干涉。
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。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告
前言
迈克尔逊干涉仪是一种通过干涉现象测量光波长和折射率的仪器。
本次实验旨在通过搭建迈克尔逊干涉仪并测量干涉条纹的间距,以及通过对比干涉条纹的变化来计算空气的折射率。
实验装置
•激光器
•两块反射镜
•半反射镜
•三角架
•平移台
•动态计算机显示器
实验步骤
1.将激光器直接指向半反射镜,将半反射镜的一面对着一个反射镜后照
到墙上观察。
根据反射光路情况能看到一条条垂直的光便是干涉条纹,即洛伦兹-费涅尔干涉条纹。
2.将一个反射镜固定在三角架上的一侧,尽量调节反光镜的髙度与半反
射镜朝向垂直。
3.调整半反射镜的朝向,使反射光与反射光垂直,即把距离半反射镜
50%的光反并到一起。
4.将另一个反射镜点在电子器上,利用电子计算器的平移台,将该反射
镜移动,则会发现干涉条纹的位置也随之移动。
实验结果
我们使用一个动态计算机显示器观察到了干涉条纹的变化。
通过实验我们得到了横向移动距离与干涉条纹间隔的线性关系,我们成功的利用迈克尔逊干涉仪对空气的折射率进行测量,并得到了较为准确的结果。
本次实验成功地搭建了迈克尔逊干涉仪,并对干涉条纹的间距进行了测量。
我们通过干涉条纹的变化成功的计算出了空气的折射率。
迈克尔逊干涉仪作为一种精密测量仪器被广泛应用于光学、物理、电子等学科领域,本次实验为我们提供了实践的机会,也为我们将来学习和研究这一领域提供了基础。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告引言迈克尔逊干涉仪是一种利用光的干涉现象测量间距的仪器。
它是由美国物理学家亚伯拉罕·迈克尔逊于1881年发明的。
迈克尔逊干涉仪广泛应用于光学、激光技术、光纤通信等领域。
本实验旨在通过搭建迈克尔逊干涉仪并进行实验,了解其原理和应用。
实验设备•He-Ne氦氖激光器•1/10波片•片玻璃•半反射膜•波长计•读数显微镜•测距器实验原理迈克尔逊干涉仪利用光的波动性和波的干涉原理进行测量。
它由一个分束器、一面半反射镜、两面平行平板镜和一个光源组成。
光源发出的光经过分束器分为两束,一束经过半反射镜反射,另一束直接透射,然后它们分别在两面平行平板镜上反射,并最后再次汇聚在一起。
当两束光相遇时,会产生干涉现象。
通过调节其中一个平板镜的位置,可以使反射光程差发生变化,从而观察到干涉现象的变化。
实验步骤1.搭建迈克尔逊干涉仪。
安装好分束器、半反射镜和两面平行平板镜,并精确调整位置和方向。
2.打开He-Ne氦氖激光器,并调整光源位置和方向,使得光能够正常通过分束器。
3.将1/10波片放置在半反射镜旁边的光路上,调整它的角度,使得一部分光能够通过。
4.在反射光路上插入片玻璃,观察干涉条纹。
5.通过调整其中一个平板镜的位置,改变反射光程差,观察干涉条纹的变化。
6.使用读数显微镜和测距器,测量不同光程差下的干涉条纹的移动和位置。
实验结果与分析在实验中,我们观察到了干涉条纹的变化。
随着平板镜位置的调整,干涉条纹的位置发生了移动。
通过测量不同光程差下的干涉条纹的移动,我们得到了一组数据。
根据这组数据,我们可以计算出光的波长。
结论通过利用迈克尔逊干涉仪进行实验,我们成功观察到了干涉条纹的变化,并进行了测量。
实验结果证实了迈克尔逊干涉仪的原理,并且得到了光的波长的计算值。
迈克尔逊干涉仪在光学和激光技术中有着广泛的应用,了解和掌握它的原理和使用方法对于进一步研究和应用光学技术具有重要意义。
参考文献1.Smith, Robert W. (1998).。
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。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告实验目的:本实验旨在通过迈克尔逊干涉仪观察干涉条纹的形成,并测量出干涉条纹的间距,从而验证干涉现象的存在并掌握干涉条纹的测量方法。
实验仪器:迈克尔逊干涉仪、激光器、透镜、半反射镜、平面镜、光电探测器等。
实验原理:迈克尔逊干涉仪利用半反射镜将激光分为两束光路,经过平面镜反射后再次汇聚在半反射镜上,形成干涉。
当两束光路相位差为整数倍的波长时,会出现明暗条纹。
通过调节其中一束光路的光程差,可以观察到干涉条纹的移动。
实验步骤:1. 调整迈克尔逊干涉仪使得两束光路重合在半反射镜上,并观察干涉条纹的形成。
2. 调节其中一束光路的光程差,观察干涉条纹的移动,并测量相邻明纹或暗纹的间距。
3. 重复实验多次,取多组数据进行平均处理。
实验结果:通过实验观察和测量,我们成功观察到了干涉条纹的形成,并测量出了相邻明纹或暗纹的间距。
根据实验数据,我们计算出了光的波长和光程差的关系,并验证了干涉现象的存在。
实验分析:在实验过程中,我们发现调节干涉仪的精度对于观察干涉条纹的清晰度有着重要影响。
同时,测量干涉条纹间距时需要注意测量的准确性,以减小误差。
实验结论:通过迈克尔逊干涉仪的实验,我们成功观察到了干涉条纹的形成,并测量出了干涉条纹的间距。
实验结果验证了干涉现象的存在,并掌握了干涉条纹的测量方法。
同时,我们也发现了实验中需要注意的一些问题,以便今后进行更精确的实验和测量。
自查报告:在实验中,我们注意到了实验步骤的重要性,需要严格按照步骤进行操作,以确保实验的准确性和可靠性。
同时,我们也意识到了实验数据的处理和分析对于实验结论的重要性,需要认真对待实验数据,并进行合理的处理和分析。
在今后的实验中,我们将继续加强对实验步骤和数据处理的重视,以提高实验的质量和可靠性。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告英文回答:Michaelson Interferometer Experiment Report。
The Michaelson interferometer is an optical instrument that utilizes interference to measure small displacements or changes in length. It consists of a light source, a beam splitter, two mirrors, and a detector. The basic principle of operation involves the division of a light beam into two coherent beams that are then reflected by the mirrors and recombined. The interference pattern produced by the recombined beams can be used to determine the displacement of one of the mirrors or a change in the wavelength of the light.In my experiment with the Michaelson interferometer, I set up the device as described above and used a helium-neon laser as the light source. I placed one mirror on a movable stage and the other mirror on a fixed platform. I thenshone the laser beam into the interferometer and aligned the mirrors so that the reflected beams recombined and produced an interference pattern on a screen.To measure the displacement of the movable mirror, I slowly moved the stage and observed the changes in the interference pattern. As the mirror moved, the path length of one of the beams changed, resulting in a shift in the interference pattern. By measuring the distance moved by the stage and the corresponding shift in the interference pattern, I was able to calculate the displacement of the mirror with high precision.In addition to measuring displacements, the Michaelson interferometer can also be used to measure changes in the wavelength of light. For example, if a gas cell is placedin one of the arms of the interferometer, the change in the refractive index of the gas will cause a change in the wavelength of the light passing through the cell. This change in wavelength can be detected by observing the shift in the interference pattern.The Michaelson interferometer is a versatile instrument that has found applications in a wide range of fields, including metrology, spectroscopy, and gravitational wave detection. It is a powerful tool for measuring small displacements and changes in wavelength with high precision and accuracy.中文回答:迈克尔逊干涉仪实验报告。
迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验报告迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验报告引言:迈克尔逊干涉仪是一种常用的光学仪器,被广泛应用于干涉测量、光学相干等领域。
本文将介绍迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验报告,以帮助读者更好地理解和应用该仪器。
一、实验目的本实验的目的是通过调整迈克尔逊干涉仪的各个部件,使其能够正常工作,并实现干涉现象的观察和测量。
二、实验器材1. 迈克尔逊干涉仪主体:包括光源、分束器、反射镜、反射镜支架等。
2. 干涉图样观察装置:包括目镜、测量尺等。
三、实验步骤1. 调整光源:将光源放置在适当位置,并确保其能够发出稳定的光束。
2. 调整分束器:通过调整分束器的位置和角度,使得从分束器出射的两束光能够平行地照射到反射镜上。
3. 调整反射镜:调整反射镜的位置和角度,使得反射的光能够重新汇聚到分束器上,并形成干涉现象。
4. 观察干涉图样:通过目镜观察干涉图样,调整反射镜的位置和角度,使得干涉条纹清晰可见。
5. 测量干涉现象:使用测量尺等测量工具,对干涉条纹进行测量,以得到干涉现象的具体参数。
四、实验结果与分析经过以上调整步骤,我们成功地调整了迈克尔逊干涉仪,并观察到了清晰的干涉图样。
通过测量尺测量干涉条纹的间距,我们可以得到干涉现象的具体参数,如波长、相位差等。
在实验过程中,我们注意到调整分束器的位置和角度对干涉图样的清晰度和稳定性有很大的影响。
如果分束器位置不准确,会导致干涉图样模糊或消失;如果分束器角度不准确,会导致干涉图样的条纹不清晰。
因此,在调整分束器时需要仔细操作,确保其位置和角度的准确性。
另外,调整反射镜的位置和角度也是关键步骤。
反射镜的位置调整不当会导致干涉图样错位或形成不规则的干涉条纹;反射镜的角度调整不当会导致干涉条纹的强度变化或消失。
因此,在调整反射镜时需要注意细微的调整,并通过目镜观察干涉图样的变化,以达到最佳的调整效果。
五、实验总结通过本次实验,我们成功地调整了迈克尔逊干涉仪,并观察到了清晰的干涉图样。
迈克尔逊干涉仪(实验报告)-迈克尔逊的实验原理
迈克尔逊干涉仪(实验报告)一、实验目的1、掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法并观察各种干涉图样。
2、区别等倾干涉、等厚干涉和非定域干涉,测定He-Ne 激光波长二、实验仪器迈克尔逊干涉仪、He-Ne 激光器及光源、小孔光阑、扩束镜(短焦距会聚镜)、毛玻璃屏等。
(图一)(图二)三、实验原理①用He-Ne 激光器做光源,使激光通过扩束镜会聚后发散,此时就得到了一个相关性很好的点光源,射到分光板P1和P2上后就将光分成了两束分别射到M1 和M2 上,反射后通过P1 、P2 就可以得到两束相关光,此时就会产生干涉条纹。
②产生干涉条纹的条件,如图 2 所示, B 、 C 是两个相干点光源,则到A 点的光程差δ=AB-AC=BCcosi , 若在A 点出产生了亮条纹,则δ =2dcosi=k λ (k 为亮条纹的级数) ,因为i 和k 均为不可测的量,所以取其差值,即λ =2 Δ d/ Δ k。
四、实验步骤1、打开激光电源,先不要放扩束镜,让激光照到分光镜P1 上,并调节激光的反射光照射到激光筒上。
2、调节M2 的位置使屏上两排光中最亮的两个光点重回,并调至其闪烁。
3、将扩束镜放于激光前,调节扩束镜的高度和偏角,使光能照在P1分光镜上,看显示屏上有没有产生同心圆的干涉条纹图案。
没有的话重复2 、3 步骤,直到产生同心圆的干涉条纹图案。
4、微调M2是干涉图案处于显示屏的中间。
5、转动微量读数鼓轮,使M1 移动,可以看到中心条纹冒出或缩进,若看不到此现象,先转动可度轮,再转动微量读数鼓轮。
记下当前位置的读数d0 ,转动微量读数鼓轮,看到中心条纹冒出或缩进30 次则记一次数据,共记录10 次数据即d0、d1 (9)6、关闭激光电源,整理仪器,处理数据。
五、实验数据处理数据记录:数据处理:Δd0=d5-d0=0.05202mm Δd1=d6-d1=0.05225mmΔd2=d7-d2=0.04077mm Δd3=d8-d3=0.04077mmΔd4=d9-d4=0.05071mmΔd(平均)=(Δd0+Δd1+Δd2+Δd3+Δd4)/5 =0.047304mmA类不确定度σ=5.99355*10-6mΔk=150所以λ(平均)=2Δd(平均)/Δk =630.72 nmB类不确定度:UΔB=0.5*10-7 m总不确定度:UΔd =6.01437*10-6 mUλ =2UΔd/Δk =80.1916 nm所以λ=λ(平均)+Uλ=630.72 + 80.1916 nmEλ=(632.8-630.72)/632.8 *100% =0.329%遇到失意伤心事,多想有一个懂你的人来指点迷津,因他懂你,会以我心,换你心,站在你的位置上思虑,为你排优解难。
迈克尔逊干涉实验报告
迈克尔逊干涉实验报告迈克尔逊干涉实验报告迈克尔逊干涉实验是19世纪末由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊提出并完成的一项经典实验。
该实验以光的干涉现象为基础,通过利用干涉仪探索光的波动性质,为光的本质提供了重要的实验证据。
本文将对迈克尔逊干涉实验的原理、实验过程和结果进行探讨。
一、实验原理迈克尔逊干涉实验基于光的波动理论,利用光的干涉现象来研究光的性质。
干涉是指两个或多个光波相遇时产生叠加的现象。
迈克尔逊干涉实验利用干涉仪,通过光的分波、反射和重合,观察干涉条纹的形成与变化,从而揭示光的波动本质。
二、实验装置迈克尔逊干涉实验主要由一束光源、一块半透半反射镜、两块平行玻璃板和一块反射镜组成。
光源发出的光经半透半反射镜分成两束,一束直接射向反射镜,另一束射向平行玻璃板后再反射到反射镜上。
两束光再次汇聚在半透半反射镜上,形成干涉条纹。
三、实验过程1. 调整装置:首先,需要将反射镜和半透半反射镜调整到合适的角度,使得两束光在半透半反射镜上重合。
同时,保证光源发出的光为单色光,以减小干涉条纹的扩散。
2. 观察干涉条纹:当光线通过半透半反射镜后,一部分光线直接射向反射镜,另一部分光线经过平行玻璃板后再反射到反射镜上。
两束光线再次汇聚在半透半反射镜上,形成干涉条纹。
通过调整反射镜和半透半反射镜的位置,可以观察到不同的干涉条纹。
四、实验结果迈克尔逊干涉实验的结果是通过观察干涉条纹的形态和变化来推测光的性质。
实验结果表明,干涉条纹的出现与光的波动性质密切相关。
当两束光的光程差为整数倍的波长时,干涉条纹明亮;当光程差为半波长时,干涉条纹暗淡。
这一现象表明光具有波动性,支持了光的波动理论。
五、实验意义迈克尔逊干涉实验为光的波动理论提供了有力的实验证据。
它揭示了光的波动性质,证明了光是一种波动的电磁现象。
这一实验成果对后来的光学理论和实验研究产生了重大影响,为光学的发展奠定了基础。
六、实验应用迈克尔逊干涉实验不仅在理论研究中具有重要意义,而且在实际应用中也有广泛的用途。
迈克尔逊干涉实验报告
迈克尔逊干涉实验报告迈克尔逊干涉实验是一种经典的光学实验,通过干涉现象来研究光的性质和波动理论。
本实验利用迈克尔逊干涉仪,观察和分析光的干涉现象,从而深入了解光的波动特性和干涉原理。
本报告将详细介绍迈克尔逊干涉实验的实验原理、实验步骤、实验结果和分析。
实验原理。
迈克尔逊干涉实验是利用干涉仪观察光的干涉现象。
干涉仪由半透镜、反射镜、分束镜等光学元件组成。
当一束光通过分束镜后被分成两束光线,分别经过不同路径反射后再次汇聚在一起,产生干涉现象。
当两束光相遇时,它们的相位差决定了干涉条纹的亮暗程度。
通过调节反射镜的位置,可以改变光的光程差,从而观察到不同的干涉条纹。
实验步骤。
1. 调整干涉仪,使得光线能够正常通过并产生干涉现象。
2. 观察干涉条纹的形态,记录下不同位置的干涉条纹图样。
3. 调节反射镜的位置,改变光的光程差,再次观察干涉条纹的变化。
4. 对实验数据进行记录和分析。
实验结果和分析。
通过观察和记录不同位置的干涉条纹图样,我们可以清晰地看到干涉条纹的亮暗变化。
当光的光程差为整数倍波长时,出现明条纹;当光的光程差为半波长的奇数倍时,出现暗条纹。
这与光的波动理论相符,进一步验证了光的波动特性。
调节反射镜的位置,改变光的光程差,我们可以观察到干涉条纹的位置和亮暗程度发生变化。
这进一步证明了光的波动特性和干涉原理。
通过对实验数据的记录和分析,我们可以得出光的波动特性和干涉原理的定量关系,从而更深入地理解光的本质。
结论。
通过本次迈克尔逊干涉实验,我们深入了解了光的波动特性和干涉原理。
实验结果与理论预期相符,进一步验证了光的波动性质。
通过实验数据的记录和分析,我们得出了光的波动特性和干涉原理的定量关系,为光学理论的研究提供了重要的实验依据。
总结。
迈克尔逊干涉实验是一种经典的光学实验,通过观察和分析光的干涉现象,深入了解了光的波动特性和干涉原理。
本次实验结果与理论预期相符,为光学理论的研究提供了重要的实验依据。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告实验目的:通过迈克尔逊干涉仪观察干涉条纹的形成,了解干涉现象及其应用。
实验仪器:迈克尔逊干涉仪、激光器、准直器、调节台、反射镜等。
实验原理:迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象测量长度或波长的仪器。
其原理是利用两束光波的干涉产生干涉条纹,通过观察干涉条纹的移动或变化来测量待测物体的长度或波长。
实验步骤:1. 将激光器垂直照射到准直器上,使其成为平行光。
2. 通过调节台将平行光分成两束,分别照射到迈克尔逊干涉仪的两个反射镜上。
3. 观察干涉条纹的形成及移动,记录实验现象。
实验结果:通过观察迈克尔逊干涉仪,我们成功观察到了干涉条纹的形成,并且通过调节反射镜的位置,观察到了干涉条纹的移动和变化。
这进一步加深了我们对干涉现象的理解。
实验结论:通过本次实验,我们对迈克尔逊干涉仪的原理和应用有了更深入的了解。
干涉现象在光学测量中有着重要的应用,通过干涉条纹的观察和测量,可以实现对物体长度或波长的精确测量,具有很高的实用价值。
自查报告:在本次实验中,我们按照实验步骤进行了操作,并且成功观察到了干涉条纹的形成。
然而,在实验过程中,我们发现在调节台的操作上存在一些不够灵活和准确的情况,导致观察到的干涉条纹并不是非常清晰。
因此,在今后的实验中,我们需要更加熟练地掌握调节台的使用,以获得更加准确的实验结果。
同时,我们还需要进一步学习干涉现象的理论知识,以更好地理解实验现象和结果。
通过不断的实验练习和学习,我们相信能够更好地掌握迈克尔逊干涉仪的原理和应用,提高实验操作的技能和水平。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告## 英文回答:Michelson Interferometer Experiment Report。
Introduction:The Michelson interferometer is a highly sensitive optical instrument used to measure extremely small distances or refractive index changes. It is based on the principle of interference of light waves, where two coherent beams of light are recombined to produce a pattern of bright and dark fringes. The distance between these fringes is directly related to the path length difference between the two beams.Experimental Setup:The Michelson interferometer consists of two mirrors and a beam splitter that divides a beam of light into twocoherent beams. One beam is reflected by Mirror 1 and the other by Mirror 2. The beams are then recombined at the beam splitter and observed on a screen.Data Acquisition:The distance between the fringes is measured using a ruler or a calibrated scale. The path length difference between the two beams is determined by multiplying the distance between the fringes by the wavelength of the light source.Analysis:The path length difference can be used to determine various physical quantities, such as:Distance: By measuring the path length difference, the distance between Mirror 1 and Mirror 2 can be determined.Refractive Index: By introducing a sample into one of the beams, the change in path length difference can be usedto calculate the refractive index of the sample.Error Analysis:The accuracy of the Michelson interferometer depends on several factors, including:Precision of Measurement: The accuracy of the distance measurement between the fringes is crucial.Stability of the Interferometer: The interferometer should be stable during the experiment to avoid any drifts in the fringe pattern.Wavelength Calibration: The wavelength of the light source should be accurately calibrated.Applications:The Michelson interferometer has numerous applications in various fields, such as:Metrology: Precision measurement of distances and refractive indices.Material Characterization: Determination of optical properties of materials.Gravitational Wave Detection: Detection of gravitational waves from astronomical events.Conclusion:The Michelson interferometer is a versatile and sensitive instrument used for accurate measurements of distances and refractive indices. Its applications span various fields, from fundamental physics to industrial metrology.## 中文回答:迈克尔逊干涉仪实验报告。
迈克尔逊干涉仪实验报告数据处理
迈克尔逊干涉仪实验报告数据处理篇一:迈克尔逊干涉仪实验报告迈克尔逊干涉仪的调整与应用1. 原始数据及处理1.1 测量钠光灯波长(?Na?589.3nm)不确定度计算:?A?2.48?x?mm, ?B?0.00004mm?U?d?mm U??U2U?d=4.4nm,Ur????100%=0.74%. ?N?1.2 双线的波长差:??Na?0.59nm 2.思考题及分析:2.1、为什么白光干涉不易观察到?答:两光束能产生干涉现象除满足同频、同向、相位差恒定三个条件外,其光程差还必须小于其相干长度。
而白光的相干长度只有微米量级,所以只能在零光程附近才能观察到白光干涉。
2.2、为什么M1和M2没有严格垂直时,眼睛移动干涉条纹会吞吐?答:因为没有严格垂直时,会形成一个披肩状的光学腔。
各处的光程差不相同,其干涉条纹的级数也会不同。
所以眼睛移动时,干涉条纹会吞吐。
2.3、讨论干涉条纹吐出或吞入时的光程差变化情况。
答:吞入时,光程差变小。
而吐出时,光程差则变大。
2.4、为什么要加补偿板?答:因为分束板的加入,使其中一路光束比另一光束附加了一定的光程。
所以加入与分束板厚度相同的补偿板来补偿这部分光程差。
2.5、如何设计一个实验,利用迈克尔逊干涉仪测玻璃的折射率?答:以白光发生干涉现象时,确定零光程处。
测定在光路中加入玻璃与否,白光产生干涉时M2镜移动的距离。
再根据所加入玻璃的厚度,计算出玻璃的折射率。
2.6、试根据迈克尔逊干涉仪的光路,说明各光学元件的作用,并简要叙述调出等倾干涉、等厚干涉和白光干涉条纹的条件及程序.答:分束板:将光束分为两路光束。
补偿板:补偿因分束板产生的光程差。
粗调螺丝:调节使其与M1镜大致垂直。
细调拉丝:精密调节M2镜的方位,使使其与M1M2镜的方位,镜严格垂直。
鼓轮:调节M2镜的位置,使光学腔的厚度改变。
等倾干涉:光学腔应严格平行。
等厚干涉:此时光学腔为披肩状。
白光干涉:零光程处附近。
2.7、如何利用干涉条纹“吞”、“吐”现象,测定单色光的波长? 答:数一定量的“吞”或“吐”,再根据公式??2?d?N计算。
迈克尔逊干涉仪实验报告
1.等倾干涉的特点等倾干涉:厚度一定的薄膜,其光程差只由入射角决定,即干涉条纹只随入射角的变化而变化。
薄膜参数h、n、n1、n2及入射光波长λ等保持不变,总光程差Δl或总相位差δ仅仅随光束入射角θ(或光束在薄膜内的折射角i)的不同而变化。
反射光总光程差:干涉条纹特点:具有相同入射角的光线与薄膜表面交点的轨迹对应干涉条纹的相同级次。
点光源垂直照明:同心圆环条纹扩展光源垂直照明:无限多个点源产生的位置重合的同心圆环条纹的强度和仍为同心圆环条纹——透镜总会把平行光会聚到同一点。
干涉图样形成的位置:无限远处或透镜的像方焦平面上。
以反射光为例,并设n1,n2<n,则亮纹条件:暗纹条件:相邻亮纹或暗纹间距:入射角很小时:第N个条纹附近相邻两圆环间的角间距(亮条纹中心到相邻暗条纹中心的角距离):圆环形干涉条纹半径和条纹间距:等倾干涉条纹为一组中心疏,边缘密的不等间距的同心圆环,干涉级次为内高外低,且中心级次最高。
薄膜厚度越大,中心条纹级次越大。
中心级次改变±1时,相应的薄膜厚度变化变化为2.关于迈克尔逊的历史美国物理学家。
1852 年12月19日出生于普鲁士斯特雷诺(现属波兰),后随父母移居美国,1837年毕业于美国海军学院,曾任芝加哥大学教授,美国科学促进协会主席,美国科学院院长;还被选为法国科学院院士和伦敦皇家学会会员,1931年5月9日在帕萨迪纳逝世。
迈克尔逊主要从事光学和光谱学方面的研究,他以毕生精力从事光速的精密测量,在他的有生之年,一直是光速测定的国际中心人物。
他发明了一种用以测定微小长度、折射率和光波波长的干涉仪(迈克尔逊干涉仪),在研究光谱线方面起着重要的作用。
1887年他与美国物理学家E.W.莫雷合作,进行了著名的迈克尔逊-莫雷实验,这是一个最重大的否定性实验,它动摇了经典物理学的基础。
他研制出高分辨率的光谱学仪器,经改进的衍射光栅和测距仪。
迈克尔逊首倡用光波波长作为长度基准,提出在天文学中利用干涉效应的可能性,并且用自己设计的星体干涉仪测量了恒星参宿四的直径。
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迈克尔逊干涉仪专题实验报告
摘要:本文主要讨论了迈克尔逊干涉仪三个相关实验测量的具体过程和实验中遇到的问题及相应的解决方案,总结了三个实验的相关经验及实验中存在的相关误差的分析。
关键词:迈克尔逊干涉仪、测量钠光双线波长差、测量玻璃折射率。
正文
一、背景及相关介绍:
迈克尔逊干涉仪是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作,为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。
它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
通过调整该干涉仪,可以产生等厚干涉条纹,也可以产生等倾干涉条纹。
主要用于长度和折射率的测量,此外它还被应用于寻找太阳系外行星的探测中,虽然在这种探测中马赫-曾特干涉仪的应用更加广泛。
在光谱学中,应用精确的迈克尔逊干涉仪或法布里-珀罗干涉仪,可以准确而详细地测定谱线的波长及其精细结构。
二、实验原理及实验过程:
1、实验原理:
三个实验均是通过调整从同一
光源发出的两条相干光线到视野的光
程差,找到光源发生干涉现象的距离。
之后,通过精密的仪器测量和理论推
导的公式求出波长、双线波长差或测
量玻璃的折射率等。
其中:
⑴测量钠光双线波长差:
(注:λ1 =589.6nm λ2=589.0nm Δd:两次最模糊或最清晰M1 所移动的距离)
⑵白光测量玻璃的折射率:
2、实验过程中仪器调整应注意的问题:
⑴迈克尔逊干涉仪的测前调整:
首先要使用激光来微调M1和M2使其相互垂直,用眼睛观察M1中的两排激光点依次对应(亮度最强的相互对应,亮度弱的相互对应)。
使用激光的目的是因为激光的强度高且不易发生色散。
调整的过程中要注意M1和M2后的6个旋钮要同时地进行微调,不能仅适用一面镜子后的旋钮。
注意:此步的精准程度直接影响到后面干涉现象是否能出现。
⑵迈克尔干涉仪测钠光双线波长差:
换上钠光灯后继续调节,直至视场中出现清晰、可见度较好的圆环。
需要注意的是,圆环的宽度要调整适中,视场中出现4个左右为好,而且,要将圆环的中心调整到视场的中心。
⑶白光测量玻璃的折射率:
换上白光灯后继续调节,这时要注意螺旋调钮的旋转方向,要
将旋钮向靠近观察者的方向调整,以免调整的错误。
同时,为了防止强光干扰彩色干涉条纹的观察,要将毛玻璃片放到白光的光路中央。
当第一次彩色条纹出现后继续按原方向调整,根据理论推导,继续调整还需一段距离,可先快速地转动旋钮,片刻后,再仔细调整。
⑷法布里干涉仪的测前调整:
首先,要转动粗调旋钮,使P1、P2的镜片之间的距离大约1.5mm 左右(注意不能使P1和P2相碰)。
点亮钠光灯,使光窗的位置处于P1的正前方,调节背面的6个旋钮使十字相完全重合。
要注意的是,由于眼睛观察的误差市场中未必会出现条纹,这是因为十字相并没有严格重合造成的,需要继续调节。
之后,换上望远镜,调整拉簧使圆环中心在视场中央,且条纹中心随眼睛而移动。
⑸法布里干涉仪测量钠光双线波长差:
为测量准确要注意调整圆环的清晰度,而且要在出现双线的条纹时再开始第一个计数。
为避免回程误差,必须沿一个方向旋转手轮。
三、实验数据的误差分析:
1、在实验时激光只能做到与镜面大体平行、垂直,所以说会与理论上推导出来的公式有一定的误差。
2、大小鼓轮反转而引进的空转误差,在每次测量必须沿同一方向旋转转盘,不得中途倒退。
3、因为条纹中心冒出(或陷入)时,条纹数容易数错,得到的读数容易产生误差。
所以在调节和测量过程中,一定要非常细心和耐心,转盘的转动要慢。
4、由于眼睛的视觉造成最亮最暗位置判断误差。
5、测量玻璃片厚度时,由游标卡尺造成的误差。
四、实验结论:
总的来说,这三个光学实验的实验仪器的精度较高。
在实验仪器调整误差较大时现象不明显或者根本不会出现,所以在记录读取数据认真仔细时,做出来的实验结论基本与理论值相差不多,误差在
0.1%左右。
1、迈克尔逊测钠光双线波长差的实验:
实验现象:观察到等宽的明暗相间的条纹,转动旋钮观察到条纹的吞吐现象。
实验测量计算值:Δλ=0.629nm
真实值:Δλ=0.6nm
2、白光测量玻璃折射率:
实验现象:观察到彩色干涉直条纹,而且条纹的宽度很细。
实验测量计算值:n=1.524
真实值:1.5~1.7之间
3、法布里干涉仪测钠光双线波长差:
实验现象:能明显的看到明暗相间且宽度不等条纹,其中较宽的一条亮条纹外有一条较细的亮条纹环绕。
本实验的实
验现象较第一个实验明显,仪器更精确,能看见更准
确的双线。
实验测量计算值:Δλ=0.592nm
真实值:Δλ=0.6nm
五、实验体会:
实验前,大家都说光学的实验仪器不好调、实验不好做。
但通过这三个实验的亲自实践的过程,虽然遇到了很多困难,我确实学到了很多东西,在自主探究和小组讨论方面都有了明显的提高。
对光学实验仪器以及其研究思路、研究方法、研究过程都有了更深的了解。
其中,在实验读数的时候,多而绕眼的圆环数更是让我体会到了身为科研人员的辛苦和不易,我的态度也更加认真了。
六、参考文献:
1、《大学物理实验》,北京交通大学出版社,2010,牛原、张斌、赵红娥
2、《光学》,北京大学出版社,2005,赵凯华、钟锡华
3、《普通物理实验》,高等教育出版社,2005,杨述武
4、《迈克尔逊干涉仪的误差分析》,自然科学报,1996,谢永安。