迈克尔逊干涉仪实验与最佳测量区间的分析
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实验,观察干涉条纹的形成规律,了解干涉仪的工作原理,并掌握干涉仪的使用方法。
实验仪器:迈克尔逊干涉仪、激光器、反射镜、分束镜、调节螺丝等。
实验原理:迈克尔逊干涉仪是利用光的干涉现象来测量光的波长、折射率等物理量的仪器。
通过将光分成两束,让它们分别经过不同的光程,再合成在一起,观察它们的干涉现象,从而推断出光的性质。
实验步骤:1. 调整迈克尔逊干涉仪,使得激光器发出的光经过分束镜分成两束光线,分别经过反射镜后再次汇聚在一起。
2. 调节反射镜和分束镜的角度,使得两束光线相互干涉产生清晰的干涉条纹。
3. 观察干涉条纹的变化,记录下不同调节下的干涉条纹情况。
实验结果:通过实验观察,我们成功地在迈克尔逊干涉仪上观察到了清晰的干涉条纹。
随着反射镜和分束镜角度的微小调整,干涉条纹的位置和形状发生了变化,验证了干涉仪的工作原理。
实验结论:通过本次实验,我们深入了解了迈克尔逊干涉仪的工作原理和使用方法,掌握了观察干涉条纹的技巧。
同时也加深了对光的干涉现象的理解,为今后的学习和研究打下了基础。
自查报告:在实验过程中,我们严格按照实验步骤进行操作,确保了实验结果的准确性。
同时,我们也对实验原理进行了深入的理解和探讨,对干涉仪的工作原理有了更清晰的认识。
在实验结果的记录和分析上,我们也进行了详细的记录和总结,确保了实验报告的完整性和准确性。
总体而言,本次实验取得了良好的实验结果,达到了预期的实验目的。
同时,也让我们对光学实验有了更深入的了解,为今后的学习和科研工作提供了宝贵的经验。
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)。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊和法布里-珀罗干涉仪摘要:迈克尔逊干涉仪是一种精密光学仪器,在近代物理和近代计量技术中都有着重要的应用。
通过迈克尔逊干涉的实验,我们可以熟悉迈克尔逊干涉仪的结构并掌握其调整方法,了解电光源非定域干涉条纹的形成与特点和变化规律,并利用干涉条纹的变化测定光源的波长,测量空气折射率。
本实验报告简述了迈克尔逊干涉仪实验原理,阐述了具体实验过程与结果以及实验过程中的心得体会,并尝试对实验过程中遇到的一些问题进行解释。
关键词: 迈克尔逊干涉仪;法布里-珀罗干涉仪;干涉;空气折射率;一、引言【实验背景】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。
法布里-珀罗干涉仪是珀罗于1897年所发明的一种能现多光束干涉的仪器,是长度计量和研究光谱超精细结构的有效工具; 它还是激光共振腔的基本构型,其理论也是研究干涉光片的基础,在光学中一直起着重要的作用。
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。
【实验目的】1.掌握迈克尔逊干涉仪和法布里-珀罗干涉仪的工作原理和调节方法; 2.了解各类型干涉条纹的形成条件、条纹特点和变化规律; 3.测量空气的折射率。
【实验原理】(一) 迈克尔逊干涉仪1M 、2M 是一对平面反射镜,1G 、2G 是厚度和折射率都完全相同的一对平行玻璃板,1G称为分光板,在其表面A 镀有半反射半透射膜,2G 称为补偿片,与1G 平行。
当光照到1G 上时,在半透膜上分成两束光,透射光1射到1M ,经1M 反射后,透过2G,在1G 的半透膜上反射到达E ;反射光2射到2M ,经2M 反射后,透过1G 射向E 。
两束光在玻璃中的光程相等。
当观察者从E 处向1G 看去时,除直接看到2M 外还可以看到1M 的像1M '。
迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告
迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告
实验目的,通过使用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长,掌握干
涉仪的基本原理和测量方法,加深对光学干涉现象的理解。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、激光光源、平面镜、半透镜、光
电探测器、数字示波器等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象测量光波波长
的仪器。
当一束光线经过半透镜后,被分成两束光线,分别经过两
个镜面反射后再次相遇,产生干涉现象。
通过测量干涉条纹的位移,可以计算出光波的波长。
实验步骤:
1. 调整迈克尔逊干涉仪,使得两束光线在光电探测器上形成清
晰的干涉条纹。
2. 使用数字示波器记录干涉条纹的变化情况,包括干涉条纹的
位移和周期数。
3. 根据干涉条纹的变化情况,计算出光波的波长。
实验结果,通过实验测得光波的波长为λ=632.8nm。
实验结论,通过迈克尔逊干涉仪测量光波的波长,成功掌握了干涉仪的基本原理和测量方法,加深了对光学干涉现象的理解。
同时,通过实验结果验证了光波的波长为632.8nm。
存在问题,在实验过程中,由于仪器调整不够精准,导致测量结果可能存在一定的误差。
在今后的实验中,需要更加精确地调整仪器,以提高测量结果的准确性。
改进方案,在今后的实验中,可以加强对仪器调整的训练,提高操作技能,从而减小误差,获得更加准确的实验结果。
总结,通过本次实验,对迈克尔逊干涉仪测量光波的波长有了更深入的了解,同时也意识到了实验操作的重要性。
在今后的实验中,将更加注重仪器调整和操作技能的训练,以提高实验结果的准确性和可靠性。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
实验目的,通过使用迈克尔逊干涉仪,观察干涉条纹的形成规律,掌握干涉仪的使用方法,加深对光的干涉现象的理解。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、激光器、平面镜、分束镜、准直器、调节螺钉等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪是一种利用光的干涉现象来测量长度的仪器。
当两束光线经过分束镜后,分别被反射回来再次相遇,形成干涉现象,通过观察干涉条纹的移动来测量长度的变化。
实验步骤:
1. 将激光器接通电源,使其发出一束平行光。
2. 调节分束镜和平面镜,使两束光线垂直入射。
3. 调节准直器,使两束光线重合并通过干涉仪。
4. 观察干涉条纹的形成和移动情况。
5. 通过调节调节螺钉,测量干涉条纹的移动距离,计算出长度
的变化。
实验结果,通过实验观察,我们成功观察到了干涉条纹的形成
和移动情况,通过调节螺钉,测量了干涉条纹的移动距离,并计算
出了长度的变化值。
实验结论,通过本次实验,我们加深了对光的干涉现象的理解,掌握了迈克尔逊干涉仪的使用方法,对干涉仪的原理和应用有了更
深入的了解。
存在的问题,在实验过程中,可能会出现干涉条纹的清晰度不够、调节不准确等问题,需要进一步加强实验操作技巧。
改进措施,在今后的实验中,我们将加强对仪器的操作技巧的
训练,提高实验操作的准确性和稳定性。
自查人,XXX。
日期,XXXX年XX月XX日。
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)。
迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告
迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告
实验目的,通过迈克尔逊干涉仪测量光波的波长,了解干涉仪的原理和使用方法。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、光源、准直器、透镜、光电探测器、计算机。
实验原理,迈克尔逊干涉仪是利用干涉现象测量光波的波长的仪器。
当两束光波相遇时,会产生干涉条纹,通过测量干涉条纹的间距可以计算出光波的波长。
实验步骤:
1. 调整干涉仪,使两束光波相遇并产生明显的干涉条纹。
2. 使用光电探测器测量干涉条纹的间距。
3. 根据干涉条纹的间距和干涉仪的参数,计算出光波的波长。
实验结果,通过实验测得光波的波长为λ=600nm。
实验结论,通过迈克尔逊干涉仪测量光波的波长,得到了较为
准确的结果。
实验结果与理论值相符合,证明了干涉仪的原理和使
用方法的有效性。
实验中遇到的问题及解决方法,在实验过程中,由于干涉条纹
的清晰度和测量的精度会受到外界光线的干扰,因此需要在实验环
境中尽量减少外界光线的影响,保持实验仪器的稳定性。
实验改进方案,为了提高实验的精度,可以使用更先进的光电
探测器和数据处理软件,以及对干涉仪进行更精确的调整,以确保
实验结果的准确性。
总结,通过本次实验,我对迈克尔逊干涉仪的原理和使用方法
有了更深入的了解,同时也学会了如何通过干涉仪测量光波的波长,这对我的实验能力和科研能力有了一定的提升。
迈克尔逊干涉仪的调节与使用实验报告
《迈克尔逊干涉仪的调节与使用》实验报告一、实验目的1.了解迈克尔逊干涉仪的结构原理并掌握调节方法。
2.观察等厚干涉、等倾干涉以及白光干涉。
3.测量氦氖激光的波长。
二、实验原理1.迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是一个分振幅法的双光干涉仪,其光路如下图所示,它反射镜M1、M2、分束镜P1和补偿板P2组成。
其中M1是一个固定反射镜,反射镜M2可以沿光轴前后移动,它们分别放置在两个相互垂直臂中;分束镜和补偿板与两个反射镜均成45°,且相互平行;分束镜P1的一个面镀有半透半反膜,它能将入射光等强度地分为两束;补偿板是一个与分束镜厚度和折射率完全相同的玻璃板。
迈克耳孙干涉仪的结构如图所示。
镜M1、M2的背面各有三个螺丝,调节M1、M2镜面的倾斜度,M的下端还附有两个互相垂直的微动拉簧螺丝,用以精确地调整M1的倾斜度。
M2镜所在的导轨拖板由精密丝杠带动,可沿导轨前后移动。
M2镜的位置由三个读数尺所读出的数值的和来确定:主尺、粗调手轮和微调手轮。
在迈克尔逊干涉仪上可以实现等倾和等厚两种干涉。
为了分析方便,可将反射镜M1成像到M2的光路中。
2.He-Ne激光波长的测定如图1所示,当M1’、M2相互平行,即M1和M2相互严格垂直时,在E处可以观察到等倾干涉;在等倾干涉时,如果在迈克尔逊干涉仪上反射镜M1和M2到分束镜的距离差为d时,反射镜和M1’形成一个厚度为d的空气膜,其光程差如图2所示,当光线的入射角为i时,两反射镜反射光线的光程差为:Δ=2d cos i′=2d√n2−sin2i其中,n为两臂中介质的折射率,i和i'分别为光线入射到M2和M1上的入射角,当迈克尔逊干涉仪的两臂中介质相同时,i=i’。
当两臂中介质的折射率一定,且d不变时,光程差只取决于入射角i,在E处观察时,对于相同入射角的光,形成一个以光轴为中心的圆环。
当为波长的整数倍时是亮条纹。
由此,迈克尔逊干涉仪中,等倾干涉条纹级次是中间大外边小。
迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告
迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告实验目的:
本实验旨在利用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长,通过干涉条纹的观察和分析,计算出光波的波长。
实验原理:
迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象测量光波波长的仪器。
它由半透明镜、全反射镜和光源组成。
当光波通过半透明镜分为两束光线后,分别经过不同的光程后再次汇聚在半透明镜上,产生干涉现象。
通过观察干涉条纹的位置和间距,可以计算出光波的波长。
实验步骤:
1. 调整迈克尔逊干涉仪,使得两束光线在半透明镜上产生干涉条纹。
2. 观察并记录干涉条纹的位置和间距。
3. 根据已知的实验参数,利用干涉条纹的特点计算光波的波长。
实验结果:
通过观察和记录干涉条纹的位置和间距,我们得到了一组数据,并利用这些数据计算出了光波的波长为λ。
实验结论:
本实验利用迈克尔逊干涉仪成功测量了光波的波长。
通过观察
干涉条纹的特点,我们得到了准确的结果,并验证了光波的波长为λ。
实验中存在的问题和改进方向:
在实验过程中,我们发现干涉条纹的观察和记录需要一定的技
术和经验,因此在今后的实验中可以加强对干涉现象的理论学习,
提高实验操作的准确性和可靠性。
总结:
通过本次实验,我们深入了解了迈克尔逊干涉仪的原理和应用,
掌握了测量光波波长的方法和技巧,提高了实验操作和数据处理的能力。
这对我们今后的学习和科研工作都具有重要的意义。
迈克尔孙干涉仪实验数据处理与分析
迈克尔孙干涉仪实验数据处理与分析迈克尔孙干涉仪,是著名科学家迈克尔逊为了验证爱因斯坦的光电效应理论而制作出来的。
在当时条件有限下,这一装置不仅实现了光波与电磁波之间的相互转换,还能够让人们观察到多普勒效应产生的光子流。
当时,他本人就发现多普勒效应的频率和带宽会随着测量者运动速度的变化而改变,通过设计该装置可以用它来做多普勒效应实验。
经历了大半个世纪,这项技术已经被广泛地使用于各行各业中,也为许多新兴学科提供了坚实基础。
正是因为如此,这种机器才成为了国际科学界竞争激烈的重点研究对象,但是至今为止,关于多普勒效应方面的数据处理与分析都没有很好解决办法。
虽然数据处理与分析确实十分重要,但是其精确程度却始终无法得到保障,更不用说完全模拟真实情况了。
在长期以往的实践工作中,我发现对于高阶的多普勒效应数据处理需求并非想象中的简单,即便是再小规模的数据采集或者采样都有着极强的要求。
例如在对声音进行处理的时候,不仅受噪声环境、滤波算法等影响,而且信号幅值、频率、传播介质等参数也会对实验结果造成较大的影响。
另外,不同领域的实验所需数据往往也存在差异性。
比如我在测量单颗恒星发射的脉冲的频率时,这些问题就显得尤为突出。
尽管只要稍微花费一点心思,这类难题总能迎刃而解,但是对我而言最具挑战性的还是“多普勒效应”数据处理问题。
我所学习的专业是物理,研究领域包括近代物理、天体物理和原子核物理。
众所周知,对高维时空曲线数据的实时获取一直是科学探索的重点内容,所谓高维空间的意思则指由空间向时间跨越时,某些特定现象会发生明显偏移。
虽然迈克尔逊干涉仪曾经成功展示出多普勒效应的部分现象,但是除去其中复杂的数学计算公式之外,它自身就没有办法独立完成数据采集和分析的任务,因为采集的时钟信号必须在原理上满足任何测量频率的多普勒效应准确。
如果不能完整地利用到它提供的资源,反倒会给测量增加困扰。
也正因如此,科学家们一直致力于找寻更好的办法,将两者联系起来,也试图创建多维空间的连续体,只有这样才能够最大程度降低对干涉仪数据处理的依赖性。
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。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
实验目的,通过迈克尔逊干涉仪的使用,掌握干涉仪的基本原
理和操作方法,了解干涉仪在光学实验中的应用。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、光源、准直器、准直镜、分束镜、反射镜、目镜、调节螺钉等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象测量光波长、
长度和折射率的仪器。
其基本原理是利用光的干涉现象,通过分束
镜将光分为两束,分别经过不同路径后再次合成,观察干涉条纹的
移动来测量光的性质。
实验步骤:
1. 调整光源和准直器,使光线垂直射入分束镜。
2. 调整分束镜和反射镜,使两束光线分别通过两个路径。
3. 调整目镜和调节螺钉,观察干涉条纹的变化,并记录数据。
4. 根据实验数据计算光的波长、长度和折射率等参数。
实验结果,通过实验观察和数据记录,成功测量了光的波长、
长度和折射率等参数,并得出了相应的结果。
实验总结,通过本次实验,我对迈克尔逊干涉仪的原理和操作
方法有了更深入的了解,掌握了干涉仪在光学实验中的应用。
同时,也加强了实验操作和数据处理的能力,对光学实验有了更深入的认识。
存在问题,在实验过程中,可能会出现光源不稳定、调节不准
确等问题,需要进一步加强实验操作的技巧和经验。
改进措施,在今后的实验中,我将更加注重实验操作的细节和
技巧,提高自己的实验操作能力,以确保实验结果的准确性和可靠性。
实验人员签名,__________ 日期,__________。
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实验,掌握干涉仪的基本原理,了解干涉条纹的形成规律,掌握干涉仪的使用方法。
实验仪器:
迈克尔逊干涉仪、激光器、准直器、半反射镜、全反射镜、平面镜、光学台等。
实验原理:
迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象来测量光波波长、光学元件表面形貌等的仪器。
其基本原理是利用光的干涉现象来观察光的波动性质。
实验步骤:
1. 将激光器放置在一端,使光线尽可能垂直射入干涉仪。
2. 调整全反射镜和半反射镜的位置,使光线分别经过两条光路。
3. 观察干涉条纹的形成,调整半反射镜的位置,使干涉条纹清
晰可见。
4. 测量干涉条纹的间距,计算出光的波长。
实验结果:
通过实验观察和测量,成功观察到了干涉条纹的形成,并且测
量出了干涉条纹的间距。
根据计算,得到了光的波长。
实验结论:
通过迈克尔逊干涉仪实验,我们掌握了干涉仪的基本原理和使
用方法,成功观察到了干涉条纹的形成,并且通过测量得到了光的
波长。
实验取得了成功。
存在问题及改进方案:
在实验过程中,我们发现调整干涉仪的光路比较困难,需要更
加熟练的操作才能够准确观察到干涉条纹。
在以后的实验中,需要加强对仪器的操作训练,以提高实验的准确性和可靠性。
自查人,XXX 日期,XXXX年XX月XX日。
迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告
迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告实验目的,通过使用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长,掌握干涉仪的原理和操作方法,并利用干涉仪测量光波的波长。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、激光光源、准直器、透镜、半反射镜、平面镜、光电探测器等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象来测量光波波长的仪器。
在干涉仪中,激光光源发出的光波被分成两束,分别经过半反射镜和平面镜反射后再次交汇,形成干涉条纹。
通过测量干涉条纹的间距,可以计算出光波的波长。
实验步骤:1. 将激光光源对准干涉仪的入射口,并调节准直器使光线尽可能垂直入射。
2. 调整半反射镜和平面镜的位置,使两束光线在屏幕上形成清晰的干涉条纹。
3. 使用光电探测器测量干涉条纹的间距,并记录下数据。
4. 根据已知的干涉仪参数,计算出光波的波长。
实验结果,通过实验测量得到的干涉条纹间距为X,根据已知的干涉仪参数计算得到光波的波长为λ。
实验结论,通过迈克尔逊干涉仪测量光波的波长,我们成功地掌握了干涉仪的原理和操作方法,并利用干涉仪测量了光波的波长。
实验结果与理论值吻合较好,验证了干涉仪测量光波波长的可行性。
存在问题,在实验过程中,可能存在实验误差,导致测量结果与理论值存在一定差异。
在今后的实验中,需要进一步提高实验操作的精确度,以获得更准确的实验结果。
改进方案,在今后的实验中,可以加强对干涉仪的操作技巧的训练,提高对干涉条纹的观察和测量的准确性,以减小实验误差,获得更可靠的实验结果。
总结,通过本次实验,我们深入理解了迈克尔逊干涉仪的原理和操作方法,掌握了利用干涉仪测量光波波长的技术,并对实验结果进行了分析和总结,为今后的实验工作提供了宝贵的经验。
物理实验迈克尔逊干涉仪实验
物理实验迈克尔逊干涉仪实验迈克尔逊干涉仪是一种基于干涉现象的物理实验装置,由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊于1881年发明。
通过迈克尔逊干涉仪实验,我们可以观察到光的干涉现象,并进一步了解光的波动性和光的性质。
在本文中,我们将介绍迈克尔逊干涉仪的实验原理、实验步骤和实验结果的分析。
实验原理:迈克尔逊干涉仪的实验原理基于光的干涉现象和分光反射镜的特性。
迈克尔逊干涉仪由两面相互垂直的镜子组成,其中一面是半透明的分光反射镜。
当光线照射到分光反射镜上时,一部分光线透射通过,一部分光线反射掉。
透射光线和反射光线沿不同的路径传播,最终再次相遇形成干涉现象。
实验步骤:1. 准备实验材料和仪器,包括迈克尔逊干涉仪、光源、干涉纹检测器等。
2. 将迈克尔逊干涉仪放置在水平台上,并确保镜子垂直地安装在支架上。
3. 将光源置于适当的位置,使得光线能够照射到分光反射镜上。
4. 调整分光反射镜的角度,使得反射光线和透射光线的路径长度相等。
5. 打开干涉纹检测器,观察干涉纹的出现和变化。
6. 调整迈克尔逊干涉仪的一面镜子的位置,观察干涉纹的变化,记录实验结果。
实验结果分析:通过迈克尔逊干涉仪的实验,我们可以观察到干涉纹的出现和变化。
干涉纹是由光的干涉产生的亮暗交替的条纹,用于表示光的波动性和光的相位变化。
在实验中,当两束平行光线从迈克尔逊干涉仪的分光反射镜射出后,经过两面镜子的反射和透射,再次相遇时,光线的相位差会引起干涉现象。
如果两束光线的光程差是波长的整数倍,将会有加强干涉现象的出现,形成明条纹;而如果光程差是波长的半整数倍,将会有干涉现象的减弱甚至消失,形成暗条纹。
通过观察干涉纹的出现和变化,我们可以判断出光线的相位差和波长的关系,从而进一步了解光的波动性和干涉现象。
总结:迈克尔逊干涉仪实验是一种基于光的干涉现象的物理实验。
通过观察干涉纹的出现和变化,我们可以了解光的波动性和光的性质。
在实验中,我们需要准备实验材料和仪器,并按照实验步骤进行操作。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
实验目的,通过使用迈克尔逊干涉仪,观察和分析干涉条纹的
产生及其特性,加深对干涉现象的理解。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、激光器、准直器、反射镜、半反
射镜、干涉滤波片等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪利用激光器发出的单色光,通过半
反射镜将光分成两束,分别经过两条光路,然后再次汇聚在半反射
镜上,形成干涉条纹。
当两束光相遇时,会产生干涉现象,通过观
察干涉条纹的变化可以得到光的波长、折射率等信息。
实验步骤:
1. 将激光器与迈克尔逊干涉仪连接,并调整激光器使其发出稳
定的激光光束。
2. 利用准直器调整激光光束的方向,使其垂直射入半反射镜。
3. 调整反射镜和半反射镜的位置,使两束光在半反射镜处交汇,
并观察干涉条纹的产生。
4. 通过旋转干涉滤波片,观察干涉条纹的变化,并记录下相应的数据。
5. 根据记录的数据,计算出光的波长、折射率等参数。
实验结果,通过实验观察和数据记录,成功得到了干涉条纹的特性,并计算出了光的波长和折射率等参数。
实验结果与理论值基本吻合,证明了迈克尔逊干涉仪的有效性和准确性。
实验总结,本次实验通过使用迈克尔逊干涉仪,深入理解了干涉现象的产生机理,并成功得到了实验结果。
在实验过程中,需要注意调整仪器的精度和稳定性,以确保实验数据的准确性。
通过本次实验,对光学干涉现象有了更深入的理解,为今后的学习和研究打下了良好的基础。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告实验目的,通过使用迈克尔逊干涉仪,观察干涉条纹的形成及变化,了解干涉仪的原理和应用。
实验器材,迈克尔逊干涉仪、激光器、反射镜、半反射镜、调节支架等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象来测量长度、波长等物理量的仪器。
它由半反射镜和两个反射镜组成,利用激光器产生的单色光,经半反射镜分成两束光线,分别经两个反射镜反射后再次汇聚在半反射镜上,形成干涉条纹。
实验步骤:1. 调整迈克尔逊干涉仪,使得激光器发出的光线经过半反射镜后分成两束光线,并分别经过两个反射镜反射后再次汇聚在半反射镜上。
2. 观察干涉条纹的形成及变化,调节支架,改变两束光线的光程差,观察干涉条纹的变化情况。
3. 记录实验数据,包括调节支架的位置、观察到的干涉条纹情况等。
实验结果,通过实验观察,我们发现随着调节支架位置的改变,干涉条纹的间距会发生变化,光程差的增大会导致干涉条纹的移动等现象。
实验结论,通过本次实验,我们深入了解了迈克尔逊干涉仪的原理和应用,掌握了干涉条纹的形成规律,提高了实验操作能力和数据处理能力。
自查报告,本次实验中,我们按照实验步骤进行了实验操作,并且记录了详细的实验数据。
在实验过程中,我们遇到了一些问题,例如调节支架的精细调节需要耐心和细心,有时会出现光路不稳定的情况。
在今后的实验中,我们需要更加细心地进行操作,提高实验技能,以获得更准确的实验数据。
同时,我们也需要加强对干涉仪原理的理解,以更好地应用于实际实验和科研工作中。
通过本次实验,我们对迈克尔逊干涉仪有了更深入的了解,为今后的学习和科研工作打下了良好的基础。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
实验目的,通过使用迈克尔逊干涉仪,观察干涉条纹的产生及
其变化规律,加深对干涉现象的理解。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、激光光源、调节平台、准直器等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象来测量长度、
波长等物理量的仪器。
它由半反射镜、全反射镜和分束器组成,通
过激光光源照射到半反射镜上,光线分成两束,分别经过不同的光
程后再次交汇,形成干涉条纹。
实验步骤:
1. 将迈克尔逊干涉仪放置在水平桌面上,并调整好仪器的平衡。
2. 打开激光光源,使其照射到半反射镜上,调节平台使光线分
成两束并通过全反射镜反射回来。
3. 观察两束光线在交汇处形成的干涉条纹,记录下其变化规律。
4. 调节半反射镜或全反射镜的位置,观察干涉条纹的变化。
实验结果,通过实验观察,发现随着半反射镜或全反射镜位置
的微小调整,干涉条纹会产生明显的变化,条纹间距会增大或减小,条纹亮度也会发生变化。
这些变化与光程差的变化有关。
实验结论,通过本次实验,加深了对迈克尔逊干涉仪的理解,
了解了干涉条纹的产生原理以及其变化规律。
同时也掌握了调节干
涉仪的方法,为今后的实验和研究打下了基础。
存在问题,在实验过程中,发现调节干涉仪需要非常细致和耐心,需要更加熟练掌握调节技巧,以提高实验的准确性和稳定性。
改进措施,在今后的实验中,需要多加练习和实践,提高对仪
器的操作熟练度,以便更好地进行实验研究。
同时,也需要加强理
论知识的学习,深入理解干涉现象的原理和应用。
迈克尔逊干涉仪实验中最佳间隔条纹个数的探讨
迈克尔逊干涉仪实验中最佳间隔条纹个数的探讨宁栗宾;陶鹏飞;李雪梅【摘要】用迈克尔逊干涉仪可以测量激光的波长,读取的干涉条纹个数较多时容易引起学生视力的疲劳。
因此,本文测量了多组不同的间隔条纹个数时氦氖激光的波长,进而确定它们与波长理论值之间的误差大小,通过比较不同间隔条纹个数时百分差和相对不确定度的大小,最终确定最佳的间隔条纹个数。
%Using a Michelson interferometer,the laser wavelength can be measured.When the number of meas-ured interference fringes increases, the students ’ eyes become more fatigued. Therefore, He-Ne laser wavelengths are measured under different sets of spaced fringes number and then the measured wavelengths are compared with the theoretical values of the wavelength.Ultimately the optimal number of spaced fringes is de-termined by comparing percent differences and relative uncertainty degrees of different spaced fringes numbers.【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷),期】2016(029)005【总页数】3页(P86-88)【关键词】迈克尔逊干涉仪;激光波长;间隔条纹个数;测量误差【作者】宁栗宾;陶鹏飞;李雪梅【作者单位】浙江海洋大学,浙江舟山 316022;浙江海洋大学,浙江舟山316022;浙江海洋大学,浙江舟山 316022【正文语种】中文【中图分类】O4-34用迈克尔逊干涉仪测量波长是大学物理实验中的传统项目,是理工科大学生的必修实验内容。
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实验原理:当M1垂直M2,即M1平行 ,屏上会形成一些明暗相间的同心圆环,即等倾干涉条纹;当 与 有微小夹角 时,M1与 之间形成楔形空气薄层,在屏上能观察到明暗相间的相互平行的直条纹,即为等厚干涉条纹。但在实际观察中,形成楔形空气薄层后,也能看到圆形的干涉条纹。由于所用光源的不同,等倾和等厚干涉都有定域和非定域之分。
结论:产生等倾干涉与等厚干涉不仅与M1与 之间的夹角 有关,还受其间空气层厚度d的影响。而且两类干涉归结起来是两种极端的干涉情况。
3白光干涉条纹
3.1产生干涉条件
只有当迈克尔逊干涉仪的两臂相等时才能出现白光干涉条纹(要求白光在玻璃中的光程也要相等)
3.2通过白光干涉现象准确找出M1与 的相交点
图5非定域干涉
(2-3)
由(2-3)式可见
(1)对于当d一定时对于同一级干涉条纹 ,则 ,也就是说,由于M1与 的不严格平行,干涉条纹变细密,且 越大,现象越明显。
(2)条纹中心位置随d值变化而改变。当夹角 一定时,d增大,条纹中心移近视场中心o点,反之亦然。因此,实验中选择在M1距 较远的位置进行测量,可减小由于M1与 不严格垂直造成的系统误差的有效措施。
迈克尔逊干涉仪实验与最佳测量区间的分析
摘要:用迈克尔逊干涉仪能观察到等倾干涉、等厚干涉条纹和白光干涉的彩色条纹。产生等倾干涉与等厚干涉不仅与M1与 之间的夹角 有关,还受其间空气层厚度d的影响。在测He-Ne激光波长时,通过分析,在一定的测量区间内,测得的波长误差较小。本文主要对等倾干涉等厚干涉所遇到的现象、特点及仪器的调节图像的判断进行分析,接着分析白光干涉现象中央条纹的亮暗,最后对测波长的最佳区间分析,并经过实验得出最佳测量范围。
(5)d—O时的干涉条纹变化。条纹圆环中心趋向∞,视场中心0处的干涉条纹曲率半径趋向∞,向等厚过渡,整个视场的干涉条纹变为“共心弧状条纹”。当d=0且 很小时,屏中心可以观察到相互平行的直条纹,两侧为双曲线条纹;若 为0则整个视场为亮条纹。
(6)干涉条纹中心级次高,条纹中心疏边缘密。当M1与 之间的距离增大或减小时,中心圆环相应的“冒出”或“陷入”。
4.3实验数据及结论…………………………………………………………………..13
致谢……………………………………………………………………………………14
参考文献………………………………………………………………………………15
引言:迈克尔逊干涉仪是精密的测量仪器,可以用于物理实验中观察和研究光的干涉,测定光的波长等实验,利用该仪器还可以测量气体固体|的折射率以及光谱的精细结构等.内容十分丰富。该仪器设计精巧,光路直观,其调整方法具有典型性,而且是许多现代干涉装置的原型,在此基础上发展出多种干涉测量仪,已广泛应用于生产和科学研究中。
2.1.1迈克尔逊干涉仪的调整方法…………………………………………………...4
2.1.2迈克尔逊干涉仪的条纹判断…………………………………………………...4
2 .2.等倾干涉条纹特点的分析……………………………………………………...5
2.3等厚干涉的形成及特点…………………………………………………………..7
Key words:Michelson interferometerdumping interventionuniform thickness interference the white lightinterference best sampling interval
摘要................................................................................................................................1
关键词………………………………………………………………………………....1
引言……………………………………………………………………………………3
1光路及原理………………………………………………………………………….3
2等倾干涉与等厚干涉……………………………………………………………….4
2.1迈克尔逊干涉仪的调节与判断…………………………………………………..4
2 .2干涉条纹特点的分析
依据等倾干涉原理,其光程差为
其中i入射光与M1镜面发现的夹角,则第k级亮条纹满足
(2-1)
设第k级与第k+1级干涉条纹分别由倾角 与 的光干涉形成,由(2-1)式可求得干涉条纹的角间距为 (其中 )(2-2)
当M1与 有微小的夹角 时(实验中不可能将M1与M2调整到严格垂直)且d 0时,s2将偏离轴向2 ,干涉圆环中心将移到p点,这时的干涉仍满足(2-1)式,可视为近似等倾干涉,见图5,图中假设M1垂直与导轨,而不严格垂直与 ,此时干涉条纹有如下特点 (在实验中能观察到)
2 等倾干涉和等厚干涉
2.1等倾干涉现象的调节和判断
2.1.1仪器的简单调节
移动迈克尔逊干涉仪或激光器使激光投射在分光镜G1和全反射镜M1与M2中部,激光束初步与M2垂直。靠近激光器处放一个小孔光阑,观察屏上出现两排亮点,调节M2后面的三个方位粗调螺丝,使两排亮点内对应重合(最亮的与最亮的重合),如图2所示,如该步骤调好了,这时 与 大致平行。然后图2亮点重合
2.3.等厚干涉的形成及其特点
当 ≠O,d=0时,M1与 之间的空气层变为对顶劈尖,s1、 重合。这时s1(或 )踞M1(或 )与d相比可视为无穷远,干涉为等厚干涉,等间距的平行干涉条纹间距取决于 , 大,条纹细密; 小,条纹稀疏;若 =0,整个视场全为亮条纹,此即标准等倾干涉d=0时的图样。
2.4等厚干涉的界定
在光阑后放一扩束镜使光束汇聚,形成点光源,并使其发出的球面波照射到G1上,再在E处放一毛玻璃屏,这时在屏上就可以看到干涉条纹,此时再调节M2的拉簧使 与 严格平行,在屏上就可以看到非定域的同心条纹,且圆心位于光场中心。
2.1.2条纹的判断
要想观察到等倾干涉现象,M1与 平行是实验成功的前提,这样圆形干涉条纹才能很容易调出,但是在实际的实验中我们所调出的圆形条纹后,是否就能直接判断所发生的干涉就是等倾干涉了呢?答案是不一定。在实验中我们发现随着观察者眼睛上下左右移动,干涉圆环有冒出或缩进现象,或者圆环的大小会发生变化。为什么会出现这种现象呢?是由于两反射镜M1与M2不严格垂直,在移动镜片M1与虚平面镜 之间形成很小的楔角,如图3所示,
用迈克尔逊干涉仪调出的等厚干涉条纹也是一种极端情况。等厚干涉,从理论上讲,是由空气薄层厚度相同的地方所产生的反射光形成的,我们称这种干涉为等厚干涉,这种定义是被一致认同的。但在具体的实验中绝大多数实验讲义中描述其条纹特点为等间距的明暗相间的平行直条纹,而在实际观察中,我们看到的条纹可能有这几种情况;直线、曲线或圆环状。一般的情况是说当M1与 之间有一个很小的角度 时,M1与 之间形成楔形空气薄层,就会出现等厚干涉条纹,而这时干涉条纹一般会是曲线或圆环状,曲线和圆环状干涉条纹上的各个点对应M1 之间形成楔形空气薄层厚度已经不同了,这时再叫等厚干涉显然与其定义不符。实际上,按等厚干涉定义分析,只有当夹角 很小光程差近似为 ,其中i入射光与M1镜面发现的夹角,d为空气层厚度,且d很小时(d=0或在 线度内) 不会对光程差产生什么影响,这时同一干涉条纹才与相同的空气薄层厚度相对应,这才是等厚干涉。当空气薄层厚度d稍大一点时, 的影响就逐渐显现出来了,干涉条纹发生弯曲,这也就不能严格称为等厚干涉了。但白光干涉是典型的等厚干涉。
(3)标准等倾条纹的调节。随着d减小当条纹中心移向视场边缘时,微调M2的水平或垂直拉簧,M1 可达到很高的平行度,条纹中心移向视场中心。
(4)产生等倾干涉的d值变化范围。主要取决于所用光源。如以He-Ne激光作光源,其波长为 =632.8nm,谱线宽度为 0.O02nm,相干长度可达200mm,因此在M1镜在移动过程中(d=0处除外)均能看到圆形干涉条纹。故在测波长时,选择在M1与 相距d=100 -----2000 之间进行测量,可减小由于M1与 不严格平行所造成的系统误差。
下面主要对非定域干涉实验中(等倾干涉等厚干涉)所遇到的一些现象,问题及相关原理进行分析以及利用白光干涉现象找等光臂交点,最后给出测激光波长的最佳测量范围。
1光路和实验原理简介
光路图:迈克尔逊干涉仪是一种典型的分振幅的双光束干涉装置。光路图如图1所示,两平面反射镜M1、M2光源S和接收屏E,四者北东西南各距一方,M2为固定镜,M1可在精密导轨上前后移动,分束板G1与导轨成45度角,G1靠近E的表面度有金属或介质膜,G1将接收到的入射光分为1、2两相干光束(光强基本相同),图1光路图
关键词:迈克尔逊干涉仪等倾干涉等厚干涉白光干涉最佳测量区间
Michelson interferometer experiment with the best measurement interval analysis
Abstract:Such dumping intervention,uniform thicknessinterference,white stripe and color interference fringesascan be observedin the Michelson interferometer.Inclined to interfereinthe formation and the thickness intervention with theM1and the angle, which is also affected by the air layer thicknessdeffects.The He–Nelaser wavelength measurement,afteranalysis, in a certain interval measurement, the measurement error of wavelengthissmaller. In this paper, such as the dumping of interference encountered thick interference phenomena, characteristics and the regulatory apparatus judgment image analysis then analyzes white interference fringes of the central-darkness,inthe final test,afterthe best wavelength interval analysis,we carry out someexperiments andmake outthe best measurement range