迈克尔逊干涉仪测量空气折射率

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迈克尔逊干涉仪测空气折射率实验

迈克尔逊干涉仪测空气折射率实验

迈克尔逊干涉仪测空气折射率实验摘要空气折射率是空气光学性质的一个基本参量。

本文介绍采用迈克尔逊干涉仪来测量空气折射率的方法,该方法简单易行。

引言利用迈克尔逊干涉仪的两束相干光在空间各有一段光路分开,通过在其中一支光路放进被研究对象而不影响另一支光路,让学生进一步了解光的干涉现象及其形成条件,以及学习调节光路的方法,同时也为测量空气折射率提供了一种思路和方法。

实验仪器:GSZF-4型迈克尔逊干涉仪选压器游标卡尺实验原理:1、等倾(薄膜)干涉在熟悉迈克尔逊干涉仪调节和使用的前提下,如图 1 所示,两束光到达 O 点形成的光程差δ为:δ=2L2-2L1=2(L2-L1)(1)若在 L2臂上加一个为 L的气室,如图 2 所示,则光程差为:δ=2(L2-L)+2nL-2L1整理得:δ=2(L2-L1)+2(n-1)L (2)保持空间距离L2、L1、L不变,折射率n变化时,则δ随之变化,即条纹级别也随之变化。

(根据光的干涉明暗条纹形成条件,当光程差δ=kλ时为明纹)以明纹为例有:δ1=2(L2-L1)+2(n1-1)L=k1λδ2=2(L2-L1)+2(n2-1)L=k2λ实验内容:1、安装固件熟读光学实验常用仪器部分迈克尔逊干涉仪的调节使用说明,并按此调节好;将气管 1 一端与空气室相连,另一端与气囊进气孔相连;将气管 2 一端与空气室相连,另一端与选压器相连;2、将空气室放在导轨上,观察干涉条纹(观察到条纹即可进行下面测量)3、关闭气囊阀门,向气室充气;使气压值大于 0.090MPa,,读出选压仪表数值,记为p2;打开气囊阀门,慢慢放气,使条纹慢慢变化,当改变m条时(实验要求m≧20),读出选压器数值,记为p1 ;4、重复第 3步,共取 10组数据;5、用游标卡尺测量空气室的长度,重复测量10次,得出10个数据。

实验注意事项1、激光属强光,注意不要让激光直接照射眼睛;2、充气阀门不要用力旋转,以免损坏;3、不得用手直接接触光学元件;4、向选压器里充气时,注意不可超过其量程实验数据记录大气压强 Pb=51.0132510Pa;λ= 632.8 nm;温度t=12.0 ℃结果讨论及误差分析:59662.8793 2.8793 1.01325101011 1.00027610.00367110.00367116.0P t δ---⨯⨯⨯=⨯+=+=+⨯+⨯⨯⨯标准值n 空气折射率的准确值为1.000276,与本实验的测量结果相差1.000276-1.000281=510。

用迈克尔逊干涉原理测量空气折射率

用迈克尔逊干涉原理测量空气折射率

用迈克尔逊干涉原理测量空气折射率摘 要:空气的折射率与真空的折射率(等于1)非常接近。

用一般的方法很难测出其差值一确定空气的折射率。

但用光的干涉法即可以精确地测出来。

比如用迈克尔逊干涉仪对折射率的变化的敏感性,可以准确地测出空气的折射率。

关键词:研究型物理实验;迈克耳逊干涉仪;空气折射率;一、原理迈克尔逊干涉仪的原理见上图。

光源S 发出的光束射到分光板1G 上,1G 的后面镀有半透膜,光束在半透膜上反射和透射,被分成光强接近相等、并相互垂直的两束光。

这两束光分别射向两平面镜1M 和2M ,经它们反射后又汇聚于分光板1G ,再射到光屏E 处,从而得到清晰的干涉条纹。

平面镜1M 可在光线1的方向上平行移动。

补偿板2G 的材料和厚度与1G 相同,也平行于1G ,起着补偿光线2的光程的作用。

如果没有2G ,则光线1会三次经过玻璃板,而光线2只能一次经过玻璃板。

2G 的存在使得光线1、2由于经过玻璃板而导致的光程相等,从而使光线1、2的光程差只由其它几何路程决定。

由于本实验采用相干性很好的激光,故补偿板2G 并不重要。

但如果使用的是单色性不好、相干性较差的光,如纳光灯或汞灯,甚至白炽灯,2G 就成为必需了。

这是因为波长不同的光折射率不同,由 分光板1G 的厚度所导致的光程就会各不一样。

补偿板2G 能同时满足这些不同波长的光所需的不同光程补偿于是反射光束1与透射光束2在空间相遇,发生干涉。

当光束垂直入射至M1,M2镜时,两光束的光程差δ=2(n 1L 1-n 2L 2) (1) 式中n 1和n 2分别是路程L 1,L 2上介质的折射率。

设单色光在真空中的波长为λ,当δ=k λ,k=0,1,2,3,…时干涉加强相应的接收屏中心的光强为极大。

由式(1-1)知,两束相干光的光程差不但与几何路程有关,还与路程上介质的折射率有关。

计算公式 n=1+(N λ/2L)*(P amb /ΔP )其中已知条件L=80mm ,P amb =101325Pa , λ=632.8nm 由公式可知只要N ,ΔP 知道就能求出折射率n .当ΔP 改变时,光程相应的改变,并引起干涉圆环“涌出”或“缩进”N 条.二、测量P与N1.在光学平台上按设计实验装置示意图摆好光路。

实验十一 迈克尔逊干涉法测量空气折射率

实验十一  迈克尔逊干涉法测量空气折射率

实验十一 用迈克尔逊干涉光路测空气折射率光的干涉是重要的光学现象之一,是光的波动性的重要实验依据。

两列频率相同、振动方向相同和位相差恒定的相干光在空间相交区域将会发生相互加强或减弱现象,即光的干涉现象。

光的波长虽然很短(4×10-7~8×10-7m 之间),但干涉条纹的间距和条纹数却很容易用光学仪器测得。

根据干涉条纹数目和间距的变化与光程差、波长等的关系式,可以推出微小长度变化(光波波长数量级)和微小角度变化等,因此干涉现象在照相技术、测量技术、平面角检测技术、材料应力及形变研究等领域有着广泛地应用。

相干光源的获取除用激光外,在实验室中一般是将同一光源采用分波阵面或分振幅2种方法获得,并使其在空间经不同路径会合后产生干涉。

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。

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。

一、实验目的1、掌握迈克尔逊干涉光路的原理和调节方法。

2、学会调出非定域干涉条纹、等倾干涉条纹、等厚干涉条纹。

3、学习利用迈克尔逊干涉光路测量常温下空气的折射率。

二、实验仪器He-Ne 激光器及电源,扩束镜(短焦距凸透镜),全反镜,温度计,小孔光阑,密封玻璃管,气压计等。

三、实验原理1、迈克尔逊干涉光路图11.1是迈克尔逊干涉光路原理图,从光源S 发出的一束光射到分束板1G 上,1G 的后表面镀有半反射膜(一般镀金属银),光在半反射膜上反射和透射,被分成光强接近相等的两束光,一束为反射光1,一束为透射光2。

当激光束以45°角射向分束板1G 时,被分成相互垂直的两束光。

这两束光分别垂直射向两平面反射镜1M 和2M ,经它们反射后再回到分束板1G 的半反射膜上,又汇聚成一束光,射到光屏E 处。

迈克耳逊干涉仪的调整和使用及测空气折射率.

迈克耳逊干涉仪的调整和使用及测空气折射率.

迈克耳逊干涉仪的调整和使用及测空气折射率迈克耳逊干涉仪是1883年迈克耳逊设计制成的用分振幅法产生双光束干涉的仪器,它是一种可以进行精密测量的,有着广泛应用的干涉仪。

迈克耳逊干涉仪的基本结构是许多干涉仪的基础。

目前根据迈克耳逊的基本原理研制的各种精密仪器广泛用于生产和科研领域。

由于创制了精密的光学仪器和利用这些仪器所完成的光谱学和基本度量学研究,迈克耳逊于1907年获诺贝尔物理学奖。

1.实验目的(1) 了解迈克耳逊干涉仪的构造、原理,掌握调节方法。

(2) 学会用迈克耳逊干涉仪测定光波波长。

(3)学习一种测量气体折射率的方法2. 实验仪器迈克耳逊干涉仪,He-Ne 激光器,气室组建,数字气压计。

3. 实验原理迈克耳逊干涉仪的光路图如图6-24所示。

M 1和M 2是经精细磨光的平面反射镜,分别安装在相互垂直的两臂上,M 2是固定的(称为定镜),M 1可通过精密丝杆的带动,在导轨上移动(称为动镜)。

在两臂相交处装有与两臂成45˚角的平行平面玻璃板G 1,G 1后表面镀有一层半透明半反射的薄银膜(A ),这一层薄银膜(A )将入射光分成两束光强近似相等的反射光(1)和透射光(2)。

因此,G 1称为分束板。

另外,G 2为补偿板。

G 2与G 1是两块材料(折射率)和厚度均相同的平行平面的玻璃板,并且G 2和G 1彼此间严格平行。

G 2的作用是使光束(2)在玻璃中的光程与光束(1)在玻璃中的光程相同。

从光源发出的光束,被分束板G 1后表面镀有一层薄银膜(A )分成两束光强近似相等的反射光(1)和透射光(2)。

光束(1)射到M 1上被反射回来,再透过G 1到达观测者E 处(或接收屏);光束(2)透过G 2射到M 2上被反射回来,再透过 G 2后又经A 反射而到达观测者E 处(或接收屏)。

这两条光线是相干光,相遇发生干涉。

因此,在E 处可观测到干涉条纹。

图6-24中的M’2是定镜M 2相对半反半透膜(A )反射而形成的虚像。

用迈克尔逊干涉仪测量气体折射率

用迈克尔逊干涉仪测量气体折射率

实验 用迈克耳孙干涉仪测量气体折射率[引言]大气中随着海拔高度的上升,空气变得稀薄,大气折射率n 随气体压强的降低而减小,使得光线在大气中传播发生弯曲,对航海中天顶角的测定有一定影响。

而天顶角的测定对船舶的定位起着重要作用,因此,了解气体折射率与大气压强之间的关系具有重要的实际意义。

迈克耳孙干涉仪中的两束相干光各有一段光路在空间中是分开的,人们可以在其中一支光路上放进被研究对象而不影响另一支光路,这就给它的应用带来极大的方便。

实际上常用它来测物质的折射率、厚度和气压等一切可以转化为光程变化的物理量。

[实验目的]1.了解迈克耳孙干涉仪的结构、工作原理和使用方法。

2.学习一种测量气体折射率的方法。

[实验器材]氦氖激光器,扩束镜,迈克尔孙干涉仪,气室(带充气装置),数字气压计。

[实验原理]在迈克耳孙干涉仪光路的一个测量光路上放置一个气室,干涉图样随气室里气体气压的变化而变化:当气压增加时,干涉圆环从中心 “吐出”;反之,干涉圆环向中心“吞入”。

通过研究气体压强变化与条纹移动的关系可以得到气体折射率。

当气室内气体压强改变p ∆时,使气体折射率改变n ∆,光程差改变n L ∆2,从而引起干涉条纹移动N 个,则有λN n L =∆2,于是有:LN n 2λ=∆ (1) 其中,L 为气室长度,λ是光的真空波长。

通常,在温度处于15~30C范围时,空气折射率可用下式计算:9,10003671.018793.2)1(-⨯+=-tpn p t (2)式中温度t 的单位为C ,气压p 的单位为Pa 。

在温度一定下,气体折射率p n )1(-与气压p成正比。

因此有:=∆∆=-pnp n 1常数 整理得: p p nn ∆∆+=1将式(1)代入上式得: ppL N n ∆+=21λ (3)式(3)给出了在气压p 时的空气折射率。

[实验内容]1.调节迈克耳孙干涉仪,使其在接收屏上观察到干涉条纹。

2.向气室中充气加压,记录气压值1p 。

迈克尔逊干涉仪测量空气折射率实验报告

迈克尔逊干涉仪测量空气折射率实验报告

迈克尔逊干涉仪测量空气折射率实验报告一、实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理。

2、掌握用迈克尔逊干涉仪测量空气折射率的方法。

3、加深对光的干涉现象的理解。

二、实验原理迈克尔逊干涉仪是一种利用分振幅法产生双光束干涉的精密光学仪器。

其光路图如下图所示:此处可插入迈克尔逊干涉仪光路图由光源 S 发出的光射在分光板 G1 上,被分成两束光,反射光(1)射向平面镜 M1,透射光(2)射向平面镜 M2。

两束光分别被 M1、M2 反射后,又回到分光板 G1,在观察屏 E 处相遇产生干涉条纹。

当 M1 和 M2 严格垂直时,得到的是等倾干涉条纹;当 M1 和 M2 有微小夹角时,得到的是等厚干涉条纹。

本实验中,我们通过测量等倾干涉条纹的变化来测量空气折射率。

假设初始时,干涉仪两臂长度相等,即 L1 = L2,对应的光程差为Δ = 2(L2 L1) = 0,此时观察屏上出现中心为亮点的等倾干涉条纹。

当向迈克尔逊干涉仪的一臂中缓慢充入空气时,光在空气中的传播速度变慢,导致光程增加。

设充入空气后光程变化量为ΔL,空气折射率为 n,则有:ΔL =(n 1)L (其中 L 为充入空气的光路长度)通过测量充入空气前后干涉条纹的变化数Δk,以及已知的波长λ和干涉仪的臂长 L,可以计算出空气折射率 n:n = 1 +ΔL / L = 1 +Δkλ / 2L三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、HeNe 激光器、气室、气压表、真空泵等。

四、实验步骤1、仪器调节调节迈克尔逊干涉仪的底座螺钉,使仪器大致水平。

打开激光器,使激光束大致垂直入射到分光板 G1 上,并通过调节M1 和 M2 背后的螺钉,使反射回来的两束光在屏上重合,出现干涉条纹。

仔细调节 M1 和 M2 背后的螺钉,使干涉条纹为圆心在视场中心的同心圆环。

2、测量干涉条纹的变化记录初始时干涉条纹的位置和个数。

打开气室阀门,用真空泵缓慢抽出气室内的空气,观察干涉条纹的变化,记录条纹消失的个数。

迈克尔干涉仪测量空气折射率

迈克尔干涉仪测量空气折射率

实验四 用迈克尔逊干涉仪空气的折射率一、实验目的用分离的光学元件构建一个迈克尔逊干涉仪。

通过降低空气的压强测量其折射率。

二、仪器和光学元件光学平台;HeNe 激光;调整架,35x35mm ;平面镜,30x30mm ;磁性基座;分束器50:50;透镜,f=+20mm ;白屏;玻璃容器,手持气压泵,组合夹具,T 形连接,适配器,软管,硅管三、实验原理借助迈克尔逊干涉仪装置中的两个镜,光线被引进干涉仪。

通过改变光路中容器内气体的压强,推算出空气的折射率。

If two Waves having the same frequency ω , but different amplitudes and different phases are coincident at onelocation , they superimpose to()()2211sin sin αα-∙+-∙=wt a wt a YThe resulting can be described by the followlng : ()α-∙=wt A Y sinw ith the amplitudeδcos 22122212∙++=a a a a A(1)and the phase difference21ααδ-=In a Michelson interferometer , the light beam is split by a half-silvered glass plate into two partial beams ( amplitude splitting ) , reflected by two mirrors , and again brought tointerference behind the glass plate . Since only large luminous spots can exhibit circular interference fringes , the Iight beam is expanded between the laser and the glass plate by a lens L . If one replaces the real mirror M3 with its virtual image M3 /, , Which is formed by reflection by the glass plate , a point P of the real light source appears as the points P / , and P " of the virtual light sources L l and L 2 · Due to the different lightpaths , using the designations in Fig . 2 , 图 2the phase difference is given by :θλπδcos 22∙∙∙=d (2)λis the wavelength of the laser ljght used .According to ( 1 ) , the intensity distribution fora a a ==21 is2cos 4~222δ∙∙=a A I (3)Maxima thus occur whenδis equal to a multiple ofπ2,hence with ( 2 )λθ∙=∙∙m d cos 2;m=1,2,….. ( 4 )i. e . there are circular fringes for selected , fixed values of m , and d , sinceθ remains constant ( see Fig . 3 ) . If onealters the position of the movable mirror M 3 ( cf.Fig.1 ) such that d,e.g.,decreases , according to ( 4 ) , the ciroular fringe diameter would also diminish since m is indeed defined for this ring . Thus , a ring disappears each time d is reduced by 2λ. For d = 0 the ciroular fringe pattern disappears . If the surfaces of mirrors M 4 and M 3 are not parallelin the sense of Fig . 2, one obtains curved fringes , which gradually change into straight fringes at d = 0 . 空气衍射系数的确定To measure the diffraction n of air , an air-filled cell with plane- parallel boundaries is used . The diffraction index n of a gas is a linear function of the pressure P . For pressure P = 0 an absolute vacuum exists so that n=1.P PnP n P n ⋅∆∆+==)0()( (5)From the measured date ,the difference quotientP n ∆∆/ is f irst determined :PP n P P n P n ∆-∆+=∆∆)()((6) The following is true for the optical path length d : d =s P n ⋅)((7)Where s = 2·l is the geometric length of the evacuated cell and n ( P ) is the diffraction index of the gas present in the chamber . l is the lenght of the gas column in the glass cell . The fact that the path is traversed twice due to the reflect- ion on the mirror M4 is to be taken into consideration. Thus , by varying the pressure in the cell by the value △P , the optical path length is altered by the quantity △d :△d = n ( P +△P )·s 一 n ( P )·s ( 8 )on the screen one observes the change in the circular fringe pattern with change in the pressure ( the centre of the interference fringe pattern alternately shows maximal and minimal intensity ) . Proceeding from the ambient pressure Po,one observes the N-fold resetting of the initial position of the interference pattern (i.e. , establishment of an intensity minimum in the ring ’s centre ) until a specific pressure value P has been reached . A change from minimum to minimum corresponds to a change of the optical path length by the wavelength λ.Between the pressures P and P +△P the optical wavelength thus changes by△d = ( N ( P +△P )一N ( P ))·入 ( 9 )From (8) and (9) and under consideration of the fact that the cell is traversed twice by the light (s=2·l) , it follows : n ( P +△P )一n ( P)=()lP N P P N ⋅⋅-∆+2))((λ(10)and with(6) and)()(P N P P N N -∆+=∆ the following results :l P N P n 2λ⋅∆∆=∆∆ 四、实验步骤1、 装置建立和调整:注:下文括号中的数字表示的坐标仅适用于开始阶段的粗调。

迈克尔逊干涉仪测定空气折射率

迈克尔逊干涉仪测定空气折射率

空气折射率的相对偏差
空气的折射率(n)
1.00025219 1.00025513 1.00024047 1.00024486 1.00024985
… 1.000250630 1.000249853 1.000292600 0.000042747 0.00427363%
实验结果与分析
致谢
大学本科的学习生活即将结束。在此,我 要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过 我的同学,他们在我成长过程中给予了我 很大的帮助。本文能够顺利完成,要特别 感谢我的导师***老师,感谢各位系的老 师的关心和帮助。
自装迈克尔逊干涉仪且测定空气折射率
实验结果与分析
实验结果与分析
1
20
4.3
2
40
8.7
3
50
12.3
4
60
16.7
5
70
21.3



15
300
64.3
空气折射率的平均值
空气折射率的真值
空气折射率的绝对误差
空气折射率的相对误差
空气折射率的标准偏差
空气折射率平准直的标准偏差
用迈克耳逊干涉仪测空气折射率
指导教师:胡尔西达
班级:物理06-2班 学生:艾海提江·如苏力 学号:20060900429
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用迈克耳逊干涉仪测空气折射率
摘要
科学技术的进步与相关仪器的联系是非常密切的, 不同的实验需要不同的仪器来协助完成,而不同的 仪器有不同的制作原理,同时需要不同的方法进行 操作。本文介绍了用迈克逊干涉仪测量空气折射率, 并对空气折射率随压强变化的情况进行研究。根据 测得的数据和理论公式算出空气折射率,为研究空 气折射率随压强变化规律而提供理论依据。本文还 介绍迈克尔逊干涉仪的组装过程,且分析了空气、 氧气,氮气等气体在干涉仪上出现的多个干涉条纹, 只有实验仪器适当的谓节,才能得出干涉条纹并符 合计算公式的要求。

迈克尔逊干涉仪测定空气折射率

迈克尔逊干涉仪测定空气折射率
的组装。开拓了迈克尔逊干涉仪的测量用途 。
迈克尔逊干涉仪及其原理
? 迈克尔逊干涉仪( 如图所示)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。
迈克尔逊干涉仪及其原理
从光源S发出来的光,遇到G1 分开,一个透过G1向着M1 前进, 另一个反射且向M2 前进,这两束光分别在M2 、M1 上反射后逆 着各自的入射方向返回,最后都达到 E处。因为这两束光是相干 光,因而在E处的观察者就能够看到干涉条纹。
? 关键词:迈克尔逊干涉仪;空气;折射率;干涉条 文;光学平台;标准压强;波长;气室;He-Ne 激光器
论文的结构和主要内容
? 绪论 ? 迈克尔逊干涉仪及其原理 ? 自装迈克尔逊干涉仪且测定空气折射率 ? 实验结果与分析 ? 结论
绪论
? 空气折射率是表征空气光学性质的基本物理量之一,在空 气中,诸如密度、浓度、温度、压强等物理量的变化,均 会引起折射率的相应变化 .在生产实践中,通过测定空气内 折射率的空间分布和随时间的变化,进而定性分析乃至定 量确定其他的各种相关物理量,已有许多重要的实际应用 ,因此,对空气折射率的测量方法研究具有重要的实际意 义。
自装迈克尔逊干涉仪且测定空气折射率
1. 将各器件夹好,靠拢,调整稿。 2. 调激光光束平行于台面,按图 2 所示,组成迈克尔逊干涉光路(暂不用扩 束器)。 3. 调节反射镜 和 的倾角,直到屏上两组最强的光点重合。 4. 加入扩束器,经过微调,使屏上出现一系列干涉圆环。 5. 紧握橡胶球反复向气室充气,至血压表满量程( 40 )为止,记为 。 6. 缓慢松开气阀放弃,同时默数干涉环变化数 N ,至表针回零。
空气折射率的相对偏差

自组迈克耳孙干涉仪测量空气的折射率

自组迈克耳孙干涉仪测量空气的折射率

自组迈克耳干涉仪测量空气的折射率【实验目的】(1)学习组装迈克尔逊干涉仪,并掌握用以测气体折射率的原理及其方法。

(2)理解产生干涉的条件,掌握调节方法。

(3)在观察干涉条纹随气压变化的现象和规律的基础上,设计测量不同气压变化量引起的干涉条纹的变化数的方法。

【实验仪器】图1自组迈克耳干涉仪测量空气的折射率实物图1、激光器2、二维调整架(SZ-07)3、扩束镜(f=15mm)4、升降调整座(SZ-03)5、三维平移底座(SZ-01)6、分束镜(50%)7、通用底座(SZ-04)8、白屏(SZ-13)9、二维调整架(SZ-07)10、空气室11、光源二维调节架12、二维平移底座(SZ-02)13、二维调整架(SZ-07)14、平面反射镜(SZ-18)15、二维平移底座(SZ-02)16、二维平移底座(SZ-02)17、平面反射镜18、二维调整架(SZ-07)19、升降调整座(SZ-03)20、精密电子气压计【实验原理】1.迈克尔逊干涉仪的典型光路由图2所示,光源S射出的光经过分光板G1被分成强度大致相等、沿不同方向传播的两束相干光束(1)和(2),它们分别经固定反射镜M1和移动反射镜M2反射后,返回分光板,射向观察系统,在一定的条件下,观察系统(屏,望远镜,或人眼)中将呈现出特定的干涉图样,由于分光板的玻璃基板有一定的厚度,其折射率随波长而异,因此需要在光路(1)中放入一块与分光板材料、厚度完全相同的平行玻璃补偿板G2,这样就可以使(1)、(2)两束光的光程差始终相等,且与入射光波长完全无关。

当入射光为单色光而不需要确定零光程位置时,补偿板可以省略(本实验就是这种情况),如图3,但对于需要确定两路光程相等时的位置(又称零光程差位置)的某些实验,如观测白光干涉实验时,补偿板是必不可少的。

1图2 迈克尔逊干涉仪光路示意图1图3 自组迈克尔逊干涉仪测空气折射率的光路示意图2.等倾干涉如图3所示,当M2与M1严格垂直,即M2与M1′严格平行时,所得干涉为等倾干涉。

用迈克尔逊干涉仪测空气的折射率

用迈克尔逊干涉仪测空气的折射率

用迈克尔逊干涉仪测空气的折射率PB05210153 蒋琪实验原理迈克尔逊干涉仪是一种典型的分振幅干涉仪,本实验要求自己组装迈氏干涉仪,M 1和M 2之间的距离每改变半个波长,其中心就“生出”或“消失”一个圆环。

两平面反射镜之间的距离增大时,中心就“吐出”一个个圆环。

反之,距离减小时中心就“吞进”一个个圆环,同时条纹之间的间隔(即条纹的稀疏)也发生变化。

由公式λn h 21=∆可知,只要读出干涉仪中M 1移动的距离∆h 和数出相应吞进(或吐出)的环数就可求得波长。

本实验中是通过改变气压从而改变光程差,通过数中心吐出圆环的数目来测量光程差。

光程差△d = n ( P +△P )·s 一 n ( P )·s =( N ( P +△P )一N ( P ))·入, 而折射率随压强的变化率P P n P P n P n ∆-∆+=∆∆)()(, 由上面可以推得lP N P n 2λ⋅∆∆=∆∆,记录数据算出⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆P N ,就可以算出n p ∆∆, 由()()p p n p n p n •∆∆+==0就可以推算P 下的空气折射率。

实验仪器光学平台;HeNe 激光;调整架,35x35mm ;平面镜,30x30mm ;磁性基座;分束器50:50;透镜,f=+20mm ;白屏;玻璃容器,手持气压泵,组合夹具,T 形连接,适配器,软管,硅管。

实验内容1.装置建立和调整:注:下文括号中的数字表示的坐标仅适用于开始阶段的粗调。

a)参照图1摆放元件,推荐的光束高度130mm 。

b)使用调整镜M1(1,8)和镜M2(1,4)调整光路时,光线要沿着平台上y=4的直线延伸。

c) 最初不需要放置分束器BS,光线直射M3(9,4), 被M3反射后的光线能够和M2上初始光点重合。

然后放置分束器在(6,4),BS 的镀膜面朝向镜M2,这样一部分的光仍然可无阻碍的到达M3,另外的光射到M4(6,1)。

自组迈克耳孙干涉仪测量空气的折射率

自组迈克耳孙干涉仪测量空气的折射率

自组迈克尔逊干涉仪测量空气的折射率自组迈克耳孙干涉仪测量空气的折射率【实验目的】(1)学习组装迈克尔逊干涉仪,并掌握用以测气体折射率的原理及其方法。

(2)理解产生干涉的条件,掌握调节方法。

(3)在观察干涉条纹随气压变化的现象和规律的基础上,设计测量不同气压变化量引起的干涉条纹的变化数的方法。

【实验仪器】图1自组迈克耳孙干涉仪测量空气的折射率实物图1、激光器2、二维调整架(SZ-07)3、扩束镜(f=15mm)4、升降调整座(SZ-03)5、三维平移底座(SZ-01)6、分束镜(50%)7、通用底座(SZ-04)8、白屏(SZ-13)9、二维调整架(SZ-07)10、空气室11、光源二维调节架12、二维平移底座(SZ-02)13、二维调整架(SZ-07)14、平面反射镜(SZ-18)15、二维平移底座(SZ-02)16、二维平移底座(SZ-02)17、平面反射镜18、二维调整架(SZ-07)19、升降调整座(SZ-03)20、精密电子气压计【实验原理】1.迈克尔逊干涉仪的典型光路由图2所示,光源S射出的光经过分光板G1被分成强度大致相等、沿不同方向传播的两束相干光束(1)和(2),它们分别经固定反射镜M1和移动反射镜M2反射后,返回分光板,射向观察系统,在一定的条件下,观察系统(屏,望远镜,或人眼)中将呈现出特定的干涉图样,由于分光板的玻璃基板有一定的厚度,其折射率随波长而异,因此需要在光路(1)中放入一块与分光板材料、厚度完全相同的平行玻璃补偿板G2,这样就可以使(1)、(2)两束光的光程差始终相等,且与入射光波长完全无关。

当入射光为单色光而不需要确定零光程位置时,补偿板可以省略(本实验就是这种情况),如图3,但对于需要确定两路光程相等时的位置(又称零光程差位置)的某些实验,如观测白光干涉实验时,补偿板是必不可少的。

1图2 迈克尔逊干涉仪光路示意图1图3 自组迈克尔逊干涉仪测空气折射率的光路示意图2.等倾干涉如图3所示,当M2与M1严格垂直,即M2与M1′严格平行时,所得干涉为等倾干涉。

迈克耳逊干涉仪的调整和使用及测空气折射率

迈克耳逊干涉仪的调整和使用及测空气折射率

提供稳定的相干光源, 通常采用单色光源或激 光光源。光源的稳定性 对干涉条纹的清晰度和 测量精度有很大影响。
用于调整反射镜的位置 和角度,以改变光程差 和干涉条纹的分布。调 整机构需要具备高精度 和稳定性,以保证测量 结果的准确性。
02 调整迈克耳逊干涉仪的步 骤与方法
准备工作与注意事项
确保实验室环境稳定,避免振动和温度变化对干 涉仪的影响。
光纤传感
迈克耳逊干涉仪可用于光纤传感中,通过测量光纤中传输光的干涉条 纹变化来检测外界物理量的变化,如温度、压力、应变等。
光学精密测量
迈克耳逊干涉仪可用于光学精密测量中,如测量光学元件的面形、光 学表面的反射系数和透射系数、光学系统的像差等。
未来发展趋势预测
微型化、集成化
自动化、智能化
随着微纳加工技术的发展,迈克耳逊干涉 仪将进一步实现微型化和集成化,使得其 更加便携、易于使用和维护。
• 干涉现象:当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时,它们 的振幅相加,而光强则与振幅的平方成正比。如果两束光波的 相位差是固定的,那么它们的光强就会呈现周期性的强弱变化, 形成干涉现象。
干涉现象及条件
干涉条件:要产生干涉现 象,需要满足以下条件
2. 两束光波的振动方向相 同。
1. 两束光波的频率相同。 3. 两束光波的相位差恒定。
迈克耳逊干涉仪光路图
基本光路
迈克耳逊干涉仪的光路主要由分束器、反射镜和观测屏组成 。入射光经过分束器分为两束,分别经过两个反射镜反射后 再次经过分束器,最终在观测屏上形成干涉条纹。
光程差
由于两束光波经过的路径不同,它们之间存在光程差。通过 调整反射镜的位置,可以改变光程差,从而改变干涉条纹的 分布。
操作流程规范指导

迈克尔逊干涉仪测空气折射率的原理

迈克尔逊干涉仪测空气折射率的原理

0 引 言
迈克尔逊干涉仪是许多近代干涉仪的原型, 是
种传统 的分振幅的干涉装置 , 它的激光源 , 两个 反射 镜 面 , 接 收器 , 这 四者在 空 间 中是 完全 分 开 的 , 这样便于在光路 中安插其他的元件 。比如说激光

源发 出的光经过平面反射镜 M 1和平面反射镜 M 2 的作用后在干涉仪上分成两支光路 , 它们的光程差 可以通过反射镜面 M 1 的移动来改变 ; 在探究介质
光 程差 为 A =2 d c o s 0=k A( k=0 , 1 , 2 , … )( 2 ) 当

程差补偿板 G 2 使得 任意波长 的两支光路 的光程
差相 同 , 因而 能 够进 行 白光 的干 涉 实验 ; 通 过 机械
放大原理可以将米尺 的测量精度提高。在测量光 程差 时迈克尔逊干涉仪是 以波长为测量单位的 , 因 此它的测量精度通常都是非常高的。 在本实验中, 利用空气折射率随压强 的变化而 变化这一关系测量出空气折射率 , 方法简便易操作 , 本文简单的介绍了迈克尔逊干涉仪的这一大应用。
摘 要: 在迈克 尔逊干涉仪的其中一支光路 中加入一个气室, 其 中气室的长度为 , 可以用游 标卡尺测出, 右接数字仪表用来测量气室内的压强, 用一支气管来连接气室和数字仪表 , 另外一
支气管 用来连 接数 字仪 表和 打 气球 , 利 用压 强和 空气折 射 率的 关 系从 而 可以 求 出折 射率 。 关键 词 : 迈克 尔逊 干 涉仪 ; 压强; 空 气折 射 率
0时 k有 最 大 值 , 环 心 处 明 纹 级 次 是 最 高 的。
1 计算 空气 折射 率采用的表达式
由迈克尔逊干涉仪的实验原理可以知道 , 平面 反射镜 M1 与平面反射镜 M 2 、 是 相互垂直 的, M 1 与

用迈克尔逊干涉仪测空气的折射率实验报告

用迈克尔逊干涉仪测空气的折射率实验报告

用迈克尔逊干涉仪测空气的折射率 迈克尔逊干涉仪是一种典型的分振幅干涉仪,本实验要求自己组装迈氏干涉仪,M 1和M 2之间的距离每改变半个波长,其中心就“生出”或“消失”一个圆环。

两平面反射镜之间的距离增大时,中心就“吐出”一个个圆环。

反之,距离减小时中心就“吞进”一个个圆环,同时条纹之间的间隔(即条纹的稀疏)也发生变化。

由公式λn h 21=∆可知,只要读出干涉仪中M 1移动的距离∆h 和数出相应吞进(或吐出)的环数就可求得波长。

本实验中是通过改变气压从而改变光程差,通过数中心吐出圆环的数目来测量光程差。

光程差△d = n ( P +△P )·s 一 n ( P )·s =( N ( P +△P )一N ( P ))·入, 而折射率随压强的变化率P P n P P n P n ∆-∆+=∆∆)()(, 由上面可以推得l P N P n 2λ⋅∆∆=∆∆, 记录数据算出⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆P N ,就可以算出n p ∆∆, 由()()p p n p n p n •∆∆+==0就可以推算P 下的空气折射率。

实验仪器光学平台;HeNe激光;调整架,35x35mm;平面镜,30x30mm;磁性基座;分束器50:50;透镜,f=+20mm;白屏;玻璃容器,手持气压泵,组合夹具,T形连接,适配器,软管,硅管。

实验内容1.装置建立和调整:注:下文括号中的数字表示的坐标仅适用于开始阶段的粗调。

a)参照图1摆放元件,推荐的光束高度130mm。

b)使用调整镜M1(1,8)和镜M2(1,4)调整光路时,光线要沿着平台上y=4的直线延伸。

c) 最初不需要放置分束器BS,光线直射M3(9,4), 被M3反射后的光线能够和M2上初始光点重合。

然后放置分束器在(6,4),BS的镀膜面朝向镜M2,这样一部分的光仍然可无阻碍的到达M3,另外的光射到M4(6,1)。

d)现在屏SC(6,6)上出现两个光点,调整M4使它们重合,此时观测到的应是一个轻微抖动的亮点。

用迈克尔逊干涉仪测不同压强下空气的折射率

用迈克尔逊干涉仪测不同压强下空气的折射率

用迈克尔逊干涉仪测不同压强下空气的折射率实验者: 同组实验者:(班级学号;班级学号)[实验目的]1.了解迈克尔逊干涉仪的结构原理,进一步掌握迈克尔逊干涉仪的使用。

2.测量在不同压强下空气的折射率。

[仪器与用具]迈克尔逊干涉仪、氦氖激光器及其电源、圆柱状小气室、血压计、游标卡尺[实验原理]真空折射率为1,而气体的折射率比1略大。

且不同气体在相同条件下的折射率也不相同。

气体的折射率与温度、压强有关。

空气在760mmHg压力下,温度为0摄氏度时,折射率为1.000292。

现利用迈克尔逊干涉仪测量空气在不同压强下的折射率。

实验的光路图如下:由氖氦激光器发出的光(波长为6328埃)被分光板分为1、2两束。

这两束光分别经M1,M2反射后回到分离板相遇,在光屏上接到两束光会叠加。

另外,激光器发出的光有一部分经G1透射到G2,再经G2M1反射回光屏。

另一部分经G1透射到G2,再经G2透射到M2。

然后经M2反射,在屏上接收。

故,在屏上会接受到四个亮点,其中,通过将最亮的两个点调重合,加上扩束镜,就可以在屏上观察到等倾干涉圆环。

实验光路图由于实验室没有真空泵,本实验在测量空气的折射率是就不抽成真空,而是采取打气方法来增加气室内的粒子数量,根据气体折射率的改变量与单位体积内粒子个数的改变量成正比的规律求出相当于标准状况下的空气折射率n 0。

根据单位体积内的粒子数量与密度ρ成正比,Δn=k Δρ(其中k 为比例系数)。

设ρ0为空气在标况下的密度,n 0是在相应状态下的空气折射率;n 和p 是对应任意温度和压强下的折射率和密度。

又因为真空时的折射率为1,压强为0,所以标准状况下,以及任意温度压强下的折射率和密度相对真空的方程如下:)0(100-=-ρk n …………………………①)0(1-=-ρk n …………………………②由②/①有:0011ρρ=--n n根据PV=nRT(其中n 气体摩尔数,Mm n =)可得RT M m PV =故有:ρ==RTPM Vm所以:11000--=n n RT MP RT PM即:11000--=n n TP PT若实验温度不变有,p TT p n n ∆⋅⋅-=∆0001…………………………③ 考虑到T=T 0(1+at) (a 为空气膨胀系数,等于1/273=0.00367。

迈克尔逊干涉仪测空气折射率的原理

迈克尔逊干涉仪测空气折射率的原理

迈克尔逊干涉仪测空气折射率的原理嘿,朋友们!今天咱来唠唠迈克尔逊干涉仪测空气折射率这档子事儿。

你说这迈克尔逊干涉仪啊,就像是一个神奇的魔法盒子。

咱平常看空气,啥也看不出来对吧,就觉得那就是透明的啥也没有。

可这干涉仪就能让空气的秘密给现形喽!想象一下哈,干涉仪就像一双超级厉害的眼睛,能捕捉到空气里那些我们平常根本注意不到的细微变化。

它通过巧妙的设计和神奇的光的路径,让我们能看到空气折射率的变化呢。

这干涉仪里面的光线啊,就跟那调皮的小孩子似的,跑来跑去,一会儿这样一会儿那样。

然后呢,我们就能根据它们跑的情况来了解空气啦。

咱就说,这空气折射率可不是个随便的东西。

它就好像空气的一个隐藏属性,平常我们不知道,但是在一些特殊的情况下,比如说科学研究啦,或者一些对精度要求很高的实验里,它可就重要得很呐!你看哈,如果我们不知道空气折射率,那很多实验结果可能就不准确啦,就好像你走路没看清楚路,那不得摔跟头嘛!用迈克尔逊干涉仪来测空气折射率,就像是一场有趣的探索之旅。

我们调整这里,摆弄那里,看着那些奇妙的干涉条纹出现、变化,心里那个兴奋呐!这过程中啊,可得有耐心,要像个细心的侦探一样,一点点去观察、去分析。

稍微马虎一点,可能就错过了重要的线索哦。

而且啊,这可不仅仅是在实验室里玩玩的哦,它的用处可大着呢!比如说在一些光学仪器的设计里,了解空气折射率那是必须的,不然仪器可能就不好使啦。

咱再回过头来想想,这迈克尔逊干涉仪真的是个了不起的发明。

它让我们能看到那些原本隐藏起来的东西,就像给我们打开了一扇通往微观世界的门。

总之啊,迈克尔逊干涉仪测空气折射率这事儿,真的是既有趣又重要。

它让我们对空气有了更深的了解,也让我们的科学研究能更上一层楼。

咱可得好好珍惜这个神奇的工具,让它为我们带来更多的惊喜和发现呀!原创不易,请尊重原创,谢谢!。

利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报告

利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报告

利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报告实验目的,利用迈克耳逊干涉仪测量气体的折射率,了解气体在不同压力下的折射率变化规律。

实验仪器,迈克耳逊干涉仪、气体压力计、气体容器、激光器等。

实验原理,迈克耳逊干涉仪是一种利用干涉现象来测量光程差的仪器。

当光线通过不同介质时,由于介质折射率的不同,会产生光程差,从而产生干涉条纹。

通过测量干涉条纹的移动情况,可以计算出介质的折射率。

实验步骤:1. 将气体压力计连接到气体容器上,调节气体压力,使其在不同压力下保持稳定。

2. 将激光器的光线引入迈克耳逊干涉仪中,观察干涉条纹的情况。

3. 调节气体压力,记录不同压力下的干涉条纹移动情况。

4. 根据干涉条纹的移动情况,计算出气体在不同压力下的折射率。

实验结果,通过实验测得不同压力下气体的折射率随压力的变化情况。

实验结果表明,随着气体压力的增加,气体的折射率也随之增加,呈现出一定的规律性。

实验结论,通过迈克耳逊干涉仪测量气体折射率的实验,我们得出了气体折射率随压力变化的规律性。

这对于进一步研究气体光学性质具有一定的参考意义。

实验中可能存在的误差,在实验过程中,由于气体压力的微小变化可能会对实验结果产生一定的影响。

同时,光线的稳定性、干涉条纹的观察等因素也可能会对实验结果产生一定的误差。

改进方案,为了减小实验中的误差,可以采取一些措施,比如提高气体压力计的精度、稳定光源的输出、增加干涉条纹的观察次数等。

总结,通过本次实验,我们对迈克耳逊干涉仪测量气体折射率的方法有了更深入的了解,同时也对气体折射率随压力变化的规律性有了一定的认识。

希望通过进一步的实验和研究,可以更深入地探究气体光学性质的规律。

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空气折射率的测量
学习要点和重点:
1、迈克尔逊干涉仪原理,
2、利用迈克尔逊干涉原理测量气体折射率的方法。

学习难点:
1、 光路的调整,
2、 干涉条纹变化数目的读取。

迈克尔逊干涉仪中的两束相干光各有一段光路在空间上是分开的,在其中一支光路上放进被研究对象不会影响另一支光路。

本实验利用迈克尔逊原理测量空气折射率。

一、 实验目的与要求
1、 学习一种测量气体折射率的方法;
2、 进一步了解光的干涉现象及其形成条件;
3、 学习调整光路的方法。

二、 实验仪器
He-Ne 激光器、反射镜2个、分束镜、扩束镜、气室、打气球、气压表、毛玻璃等。

三、 实验原理
迈克尔逊干涉仪光路示意图如图1所示。

其中,G 为平板玻璃,称为分束镜,它的一个表面镀有半反射金属膜,使光在金属膜处的反射光束与透射光束的光强基本相等。

M 1、M 2为互相垂直的平面反射镜,M 1、M 2镜面与分束镜G 均成450角;M 1可以移动,M 2固定。

2M '表示M 2对G 金属膜的虚像。

从光源S 发出的一束光,在分束镜G 的半反射面上被分成反射光束1和透射光束2。

光束1从G 反射出后投向M 1镜,反射回来再穿过G ;光束2投向M 2镜,经M 2镜反射回来再通过G 膜面上反射。

于是,反射光束1与透射光束2在空间相遇,发生干涉。

由图1可知,迈克尔逊干涉仪中,当光束垂直入射至M 1、M 2镜时,两束光的光程差δ为
2M
O
图1 迈克尔逊干涉仪光路示意图
)(22211L n L n -=δ (1)
式中,1n 和2n 分别是路程1L 、2L 上介质的折射率。

设单色光在真空中的波长为λ,当
,3 ,2 ,1 ,0 ,==K K λδ (2)
时干涉相长,相应地在接收屏中心的总光强为极大。

由式(1)知,两束相干光的光程差不但与几何路程有关,还与路程上介质的折射率有关。

当1L 支路上介质折射率改变1n ∆时,因光程的相应改变而引起的干涉条纹的变化数为N 。

由(1)式和(2)式可知
1
12L N n λ
=
∆ (3) 例如:取nm 0.633=λ和mm L 1001=,若条纹变化10=N ,则可以测得0003.0=∆n 。

可见,测出接收屏上某一处干涉条纹的变化数N ,就能测出光路中折射率的微小变化。

正常状态(Pa P C t 5
1001325.1,15⨯==)下,空气对在真空中波长为nm 0.633的光的折射率
00027652.1=n ,它与真空折射率之差为410765.2)1(-⨯=-n 。

用一般方法不易测出这个折射率差,
而用干涉法能很方便地测量,且准确度高。

四、 实验内容及步骤 (一)实验装置
实验装置如图2所示。

用He-Ne 激光作光源(He-Ne 激光的真空波长为nm 0.633=λ),并附加小孔光栏H 及扩束镜T 。

扩束镜T 可以使激光束扩束。

小孔光栏H 是为调节光束使之垂直入射在M 1、M 2镜上时用的。

另外,为了测量空气折射率,在一支光路中加入一个玻璃气室,其长度为L 。

气压表用来测量气室内气压。

在O 处用毛玻璃作接收屏,在它上面可看到干涉条纹。

(二)测量方法
图2 测量空气折射率实验装置示意图
气压表
调好光路后,先将气室抽成真空(气室内压强接近于零,折射率1=n ),然后再向气室内缓慢充气,此时,在接收屏上看到条纹移动。

当气室内压强由0变到大气压强p 时,折射率由1变到n 。

若屏上某一点(通常观察屏的中心)条纹变化数为N ,则由式(3)可知
L
N n 21λ
+
= (4) 但实际测量时,气室内压强难以抽到真空,因此利用(4)式对数据作近似处理所得结果的误差较大。

应采用下面的方法才比较合理。

理论证明,在温度和湿度一定的条件下,当气压不太大时,气体折射率的变化量n ∆与气压的变化量p ∆成正比:
常数=∆∆=-p
n
p n 1 所以
p p
n n ∆∆+
=1 (5)
将(3)式代入该式,可得
p
p
L N n ∆+
=21λ (6)
式(6)给出了气压为p 时的空气折射率n 。

可见,只要测出气室内压强由1p 变化到2p 时的条纹变化数N ,即可由式(6)计算压强为p 时的空气折射率n ,气室内压强不必从0开始。

例如,取p =760mmHg ,改变气压p ∆的大小,测定条纹变化数目N ,用(6)式就可以求出一个大气压下的空气折射率n 的值。

(三)实验步骤
1、 按实验装置示意图把仪器放好。

打开激光光源。

2、 调节光路
光路调节的要求是:M 1、M 2两镜相互垂直;经过扩束和准直后的光束应垂直入射到M 1、M 2的中心部分。

(1) 粗调
H 、T 先不放入光路,调节激光管支架,目测使光束基本水平并且入射在M 1、M 2反射镜中心部分。

若不能同时入射到M 1、M 2的中心,可稍微改变光束方向或光源位置。

注意操作要小心,动作要轻慢,防止损坏仪器。

(2) 细调
①放入H ,使激光束正好通过小孔H 。

然后,在光源和干涉仪之间沿光束移动小孔H 。

若移动后光束不再通过小孔而位于小孔上方或下方,说明光束未达到水平入射,应该缓慢调整激光管的仰俯倾角,最后使得移动小孔时光束总是正好通过小孔为止。

此时,在小孔屏上可以看到由M 1、M 2反射回来的两列小光斑。

②用小纸片挡住M 2镜,H 屏上留下由M 1镜反射回来的一列光斑,稍稍调节光束的方位,使该列光斑中最亮的一个正好进入小孔H (其余较暗的光斑与调节无关,可不管它)。

此时,光束已垂直入射到M 1镜上了。

调节时应注意尽量使光束垂直入射在M 1镜的中心部分。

③用小纸片挡住M 1镜,看到由M 2镜反射回来的光斑,调节M 2镜后面的三个调节螺钉,使最亮的一
个光斑正好进入小孔H 。

此时,光束已垂直入射到M 2镜的中心部分了。

记住此时光点在M 2镜上的位置。

④放入扩束镜,并调节扩束镜的方位,使经过扩束后的光斑中心仍处于原来它在M 2镜上的位置。

调节至此,通常即可在接收屏O 上看到非定域干涉圆条纹。

若仍未见条纹,则应按②、③、④步骤重新调节。

条纹出现后,进一步调节垂直和水平拉簧螺丝,使条纹变粗、变疏,以便于测量。

3、 测量
测量时,利用打气球向气室内打气,读出气压表指示值1p ,然后再缓慢放气,相应地看到有条纹“吐出”或“吞进”(即前面所说条纹变化)。

当“吐出”或“吞进”N =60个条纹时,记录气压表读数2p 值。

然后重复前面的步骤,共取6组数据,求出移过N =60个条纹所对应的气室内压强的变化值
12p p -的6次平均值p ∆.。

4、 计算空气的折射率
气压为p 时的空气的折射率为
p
p
L N n ∆+
=21λ
我们要求测量p 为1个大气压强时空气的折射率。

五、 实验数据及数据处理
室温=t 15 C 0;大气压=
p 760mmHg ;=L 200.0mm ;0.633=λ
nm; =N 60。

1
1
n n σ-=-其中,0.2N σ=,0.6L mm σ=
≈,00.6p mmHg σ=≈,p σ∆=
1.0002780.0000020.0002%n
n n
σ=±⎧⎪
⎨=⎪⎩ 六、 注意事项
1、 点燃激光管需要几千伏直流高压,调节时不要碰到激光管上的电极,以免触电。

强光还会灼伤
眼睛,注意不要让激光直接射入眼睛。

2、不要触摸光学表面。

3、防止小气室及气压表摔坏。

打气时不要超过气压表量程。

4、实验中必须保持安静,尽量避免在实验台附近走动。

七、思考题
本实验能否用白炽灯作光源?
参考答案:
不能。

因为白光干涉条纹数目很少,且波长不是单值的。

因此,不能根据气压变化过程中移动的干涉条纹数目确定气体折射率。

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