迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告一、实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理。
2、观察等倾干涉和等厚干涉条纹,加深对干涉现象的理解。
3、学会使用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长。
二、实验原理迈克尔逊干涉仪是一种分振幅双光束干涉仪,其光路图如下图所示:此处可插入迈克尔逊干涉仪光路图光源 S 发出的光经过分光板 G1 分成两束光,一束光反射后到达反射镜 M1,另一束光透射后到达反射镜 M2。
两束光分别被 M1 和 M2反射后,再次回到分光板 G1,并在观察屏 E 处相遇发生干涉。
当 M1 和 M2 严格垂直时,观察到的是等倾干涉条纹。
此时,两束光的光程差为:$\Delta = 2d\cos\theta$其中,d 为 M1 和 M2 之间的距离,θ 为入射光与 M1 或 M2 法线的夹角。
当光程差满足:$\Delta = k\lambda$ (k 为整数)时,出现亮条纹;当光程差满足:$\Delta =(k +\frac{1}{2})\lambda$时,出现暗条纹。
当 M1 和 M2 不严格垂直时,观察到的是等厚干涉条纹。
此时,两束光的光程差主要取决于 M1 和 M2 之间的距离变化。
三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、HeNe 激光器、扩束镜、毛玻璃屏等。
四、实验步骤1、仪器调节调节迈克尔逊干涉仪的底座水平,使干涉仪处于水平状态。
调节 M1 和 M2 背后的三个微调螺丝,使 M1 和 M2 大致垂直。
打开 HeNe 激光器,使激光束经过扩束镜后均匀地照射在分光板G1 上,并在毛玻璃屏上看到清晰的光斑。
调节 M1 或 M2 的位置,使屏上出现圆形的等倾干涉条纹。
2、观察等倾干涉条纹仔细调节 M1 或 M2 的位置,使干涉条纹清晰、对比度高。
观察条纹的形状、疏密和级次分布,记录条纹的变化情况。
3、测量光波波长沿某一方向缓慢移动 M1,观察条纹的“冒出”或“缩进”现象,并记录条纹变化的条数 N 和 M1 移动的距离Δd。
迈克尔逊干涉仪,实验报告
迈克尔逊干涉仪,实验报告迈克尔孙干涉仪实验报告迈克耳孙干涉仪实验报告实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构及工作原理,掌握其调试方法2、学会观察非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉及光源的时间相干性,空间相干性等重要问题。
实验原理1. 迈克尔逊干涉仪的光路迈克尔逊干涉仪有多种多样的形式,其基本光路如图5.16.1所示。
从光源束光,在分束镜束1射出的半反射面发出的一上被分成光强近似相等的反射光束1和透射光束2。
反射光;光束2经过补偿板投向反射镜,反后投向反射镜,反射回来再穿过射回来再通过,在半反射面上反射。
于是,这两束相干光在空间相遇并产生干涉,通过望远镜或人眼可以观察到干涉条纹。
补偿板的材料和厚度都和分束镜相同,并且与分束镜平行放置,其作用是为了补偿反射光束1因在中往返两次所多走的光(来自: 写论文网:迈克尔逊干涉仪,实验报告)程,使干涉仪对不同波长的光可以同时满足等光程的要求。
2. 等倾干涉图样(1) 产生等倾干涉的等效光路如图2所示(图中没有绘出补偿板外,还可以看到镜经分束镜),观察者自点向镜看去,除直接看到镜的半反射面和反射的像。
这样,在观察者看来,两相干光束好象是由同一束光分别经涉仪所产生的干涉花样与形成时,只要考虑、、反射而来的。
因此从光学上来说,迈克尔逊干间的空气层所产生的干涉是一样的,在讨论干涉条纹的两个面和它们之间的空气层就可以了。
、和观察屏的相所以说,迈克尔逊干涉仪的干涉情况即干涉图像是由光源以及对配置来决定的。
(2) 等倾干涉图样的形成与单色光波长的测量当和镜垂直于镜时,与相互平行,相距为。
若光束以同一倾角入射在作垂直于光上,反射后形成1和两束相互平行的相干光,如图3所示。
过线。
因和之间为空气层,,则两光束的光程差为所以当固定时,由(1)式可以看出在倾角(1)相等的方向上两相干光束的光程差均相等。
由此可知,干涉条纹是一系列与不同倾角对应的同心圆形干涉条纹,称为等倾干涉条纹。
由于1、两列光波在无限远处才能相遇,因此,干涉条纹定域无限远处。
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 an optical instrument that uses interference to measure the wavelength of light and the speed of light. It was invented by Albert A. Michelson in 1881. The interferometer consists of a light source, two mirrors, and a beam splitter. The light source is split into two beams by the beam splitter. One beam is reflected by one mirror and the other beam is reflected by the other mirror. The two beams are then recombined by the beam splitter and the interference pattern is observed.Methods。
This experiment determined the speed of light using aMichelson interferometer. The following apparatus was used: 1A Michelson interferometer。
2A helium-neon laser。
3A power supply。
4A photodetector。
5A digital oscilloscope。
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:
通过搭建迈克尔逊干涉仪,观察和分析干涉条纹的产生原理,以及探究干涉仪在测量光波长和长度等方面的应用。
实验仪器和材料:
1. 迈克尔逊干涉仪。
2. 激光光源。
3. 平面镜、半反射镜、准直器等光学元件。
4. 旋转台、微调台等调节装置。
5. 测量仪器(如光电探测器、光谱仪等)。
实验原理:
迈克尔逊干涉仪利用半反射镜和平面镜使光路产生分离,通过
干涉现象观察光波的干涉条纹。
当两束光相遇时,会产生干涉现象,形成明暗相间的条纹。
通过调节其中一个光路的长度,可以改变干
涉条纹的位置,从而实现对光波长和长度的测量。
实验步骤:
1. 搭建迈克尔逊干涉仪,调整光路,使得激光光源通过半反射
镜和平面镜后产生干涉条纹。
2. 观察和记录干涉条纹的形态,包括条纹的间距、条纹的亮暗
程度等。
3. 通过调节其中一个光路的长度,改变干涉条纹的位置,记录
相关数据。
4. 利用测量仪器对光波长和长度进行测量,比较实验结果和理
论值。
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产生,并
且通过调节光路的长度改变了条纹的位置。
在测量光波长和长度方面,实验结果与理论值基本吻合,证明了迈克尔逊干涉仪在光学测量中的可靠性和精准度。
实验总结:
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应用,掌握了干涉条纹的观察和调节技巧,提高了实验操作和数据处理的能力。
同时,也加深了对光学干涉现象的理解,为今后的学习和科研工作打下了坚实的基础。
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
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经典的光学实验装置,由美国物理学家迈克尔逊于1887年发明。
该实验装置利用光的干涉现象,可以测量光的波长、光速等物理量。
本文将介绍迈克尔逊干涉仪的原理、实验过程和结果分析。
一、原理迈克尔逊干涉仪的原理基于光的干涉现象。
干涉现象是指两束或多束光波相互叠加形成干涉图样的现象。
干涉可以分为构成干涉的两束光波相位差为零的相干干涉和相位差不为零的非相干干涉。
迈克尔逊干涉仪利用相干干涉的原理进行实验。
迈克尔逊干涉仪由一束单色光源、半透半反射镜、分束镜和反射镜组成。
光源发出的光经过半透半反射镜分成两束,一束直接射向反射镜,另一束经过分束镜后反射到反射镜上。
两束光在反射镜处反射后再次经过分束镜和半透半反射镜,最终在干涉屏上形成干涉条纹。
二、实验过程1. 实验装置搭建首先,将迈克尔逊干涉仪的各个组件按照实验要求搭建好。
确保光源、反射镜、分束镜和半透半反射镜的位置和角度正确。
2. 调整干涉仪使用调节螺丝和卡钳等工具,仔细调整干涉仪的各个组件,使光束能够准确地射到干涉屏上,并形成清晰的干涉条纹。
3. 测量干涉条纹使用目镜或显微镜观察干涉屏上的干涉条纹,并使用尺子或标尺测量干涉条纹的间距。
4. 改变实验条件在保持其他条件不变的情况下,改变实验装置的某些参数,如光源的位置、波长等,观察干涉条纹的变化。
三、结果分析通过实验观察和测量,我们可以得到干涉条纹的间距和变化情况。
根据干涉条纹的间距,我们可以计算出光的波长。
通过改变实验条件,观察干涉条纹的变化,我们可以研究光的传播速度、折射率等物理量。
在实验过程中,我们还可以观察到干涉条纹的明暗变化,这与光的相位差有关。
当两束光波的相位差为整数倍的波长时,干涉条纹明亮;当相位差为半整数倍的波长时,干涉条纹暗淡。
通过观察干涉条纹的明暗变化,我们可以推断光的相位差。
四、实验应用迈克尔逊干涉仪不仅仅是一种用于测量光学参数的实验装置,还广泛应用于科学研究和技术领域。
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迈克尔逊干涉仪,听起来高大上,其实就是一种用来测量光波性质的仪器。
它的设计精巧得很,主要用来研究干涉现象。
说起干涉,简单来说,就是两束光波相遇时,可能会互相增强或抵消。
这样的现象在科学研究中非常重要。
一、迈克尔逊干涉仪的结构与原理1.1 结构迈克尔逊干涉仪由几个主要部分构成。
首先,有个光源。
然后是分光镜,把光分成两束。
接着,有两个反射镜,光线在这儿反射后,再次汇聚。
最后,合光的地方就是观察屏。
想象一下,光线就像两条小路,互相交叉。
这个设计让我们能够清晰地看到干涉条纹,神奇吧?1.2 原理干涉的原理其实很简单。
当两束光波相遇时,如果它们的波峰和波峰重合,就会加强;如果波峰和波谷重合,就会相互抵消。
这就是干涉现象的根本。
通过这种方式,迈克尔逊干涉仪能够测量光的波长,甚至是微小的变化。
二、实验步骤与过程2.1 准备工作在开始实验之前,首先要确保仪器各部分安装牢固。
光源要亮,分光镜要摆正。
这样的准备工作虽然麻烦,但非常关键。
小细节决定成败,大家懂的。
2.2 调整仪器调整仪器是个技术活。
反射镜的角度要调得刚刚好。
要是角度偏了,干涉条纹就模糊不清。
像个画家,认真地调整每一个细节,才能呈现出最美的画面。
2.3 观察干涉条纹一切准备就绪后,打开光源。
光线经过分光镜,形成两束光。
这时,观察屏上会出现一系列明暗相间的条纹。
哇,那感觉就像在看一幅动人的画卷!每一条条纹都在告诉我们光的奥秘,真是让人惊叹不已。
三、数据记录与分析3.1 数据记录实验过程中,要仔细记录每一次观察到的干涉条纹数量和相应的光源波长。
这些数据非常重要,可以帮助我们进一步分析干涉现象。
科学实验就是这样,数据就是我们的金钥匙。
3.2 数据分析分析数据时,要认真对比干涉条纹与光波长的关系。
每次计算都要小心翼翼,不能出错。
通过这些数据,我们能了解光的性质,还能探索更多未知的领域。
科学的魅力就在于此,永远有新的发现等着我们。
四、总结迈克尔逊干涉仪的实验不仅让我领略了光的奇妙,也让我体会到科学探索的乐趣。
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 scientific instrument used to measure the relative velocity between two objects.It was invented by Albert A. Michelson in 1881. The interferometer is based on the principle of interference, which occurs when two waves of the same frequency are superimposed on each other. The resulting wave pattern will have areas of constructive interference, where the waves reinforce each other, and areas of destructive interference, where the waves cancel each other out.Experimental Setup。
The Michelson interferometer consists of a light source,two mirrors, and a beam splitter. The light source emits a beam of light, which is split by the beam splitter into two beams. The two beams are then reflected by the mirrors and recombined by the beam splitter. The resulting beam is observed on a screen.Procedure。
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。
迈克尔逊干涉仪 实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告迈克尔逊干涉仪实验报告引言:干涉是光学中的重要现象,通过干涉实验可以研究光的波动性质。
迈克尔逊干涉仪是一种经典的干涉实验装置,由美国物理学家迈克尔逊于1887年发明。
本实验旨在通过迈克尔逊干涉仪,观察和分析干涉现象,探索光的波动性质。
实验装置:迈克尔逊干涉仪由一个光源、一个半透明平板、两个反射镜和一个观察屏组成。
光源发出的光经过半透明平板后,一部分光被反射镜1反射,另一部分光经过反射镜1后被反射镜2反射,然后两束光在观察屏上相遇形成干涉条纹。
实验过程:1. 调整干涉仪的反射镜,使两束光线平行并重合在观察屏上。
观察屏上出现明暗相间的干涉条纹。
2. 逐渐移动反射镜2,观察屏上的干涉条纹发生变化。
当反射镜2移动一个波长的距离时,干涉条纹由明变暗或由暗变明。
3. 测量反射镜2移动的距离,以及由明变暗或由暗变明的干涉条纹的数量,计算出光的波长。
实验结果:通过实验,我们得到了反射镜2移动的距离和干涉条纹的数量的测量数据。
根据这些数据,我们计算出了光的波长为X纳米。
讨论与分析:1. 干涉条纹的形成:干涉条纹的出现是由于光的波动性质造成的。
当两束光线相遇时,它们会相互干涉,形成明暗相间的干涉条纹。
2. 干涉条纹的变化:反射镜2的移动导致干涉条纹的变化。
当反射镜2移动一个波长的距离时,两束光线的光程差发生变化,导致干涉条纹由明变暗或由暗变明。
3. 光的波长计算:通过测量反射镜2移动的距离和干涉条纹的数量,我们可以计算出光的波长。
这个结果与已知的光的波长进行比较,验证了实验的准确性。
4. 实验误差分析:在实验中,存在一些误差来源,例如仪器精度、环境因素等。
为了提高实验结果的准确性,我们可以采取一些措施,如增加测量次数、减小仪器误差等。
结论:通过迈克尔逊干涉仪的实验,我们观察到了干涉现象,计算出了光的波长。
这个实验不仅帮助我们理解光的波动性质,还展示了光学实验的重要性和实验方法的应用。
通过不断改进和深入研究,我们可以进一步探索光的性质,为光学科学的发展做出贡献。
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:In the Michelson interferometer experiment, a beam of light is split into two beams, which travel along different paths and then recombine. The interference of the two beams produces a pattern of bright and dark bands, which can be used to measure the wavelength of light or the distance traveled by one of the beams.One of the most famous applications of the Michelson interferometer is the Michelson-Morley experiment, which was performed in 1887 to test the theory of special relativity. The experiment showed that the speed of light is the same in all directions, regardless of the motion of the observer. This result was a major blow to the theory of special relativity, which predicted that the speed of light should be different in different directions.The Michelson interferometer is a very sensitiveinstrument, and it has been used to make a number of important measurements, including the speed of light, the wavelength of light, and the distance to the stars.中文回答:迈克尔逊干涉仪实验是一个光学实验,它将一束光分成两束,这两束光沿着不同的路径传播,然后重新组合。
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,验证干涉现象的基本原理。
实验装置,迈克尔逊干涉仪、激光器、准直器、分束镜、合束镜、反射镜等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪利用光的干涉现象,通过分束镜将光分成两束,分别经过不同的光程后再合成一束光,观察其干涉条纹的变化。
实验步骤:
1. 调节激光器和准直器,使得激光垂直射入分束镜。
2. 调节分束镜和合束镜,使得两束光分别经过不同的光程后再合成一束光。
3. 观察干涉条纹的形成和变化,记录实验数据。
实验结果,通过实验观察,成功观察到干涉条纹的形成,并且随着调节分束镜和合束镜的位置,干涉条纹的间距和亮暗条纹的变化。
实验分析,根据实验结果,验证了光的干涉现象的基本原理,证明了迈克尔逊干涉仪的工作原理和干涉条纹的形成规律。
存在问题,在实验过程中,可能存在一些误差,例如光路调节不准确、环境干扰等,需要进一步改进实验条件。
改进措施,在以后的实验中,可以加强光路调节的精度,减少环境干扰,提高实验数据的准确性和可靠性。
总结,通过本次迈克尔逊干涉仪实验,加深了对光的干涉现象的认识,对干涉仪的工作原理有了更深入的了解,同时也发现了一些实验中存在的问题,为以后的实验提供了改进的方向。
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:本实验旨在利用迈克尔逊干涉仪观察干涉条纹现象,以验证光的干涉现象,并测量出光的波长。
实验仪器和材料:迈克尔逊干涉仪、激光器、反射镜、半透镜、平面镜、光电探测器、电子计数器、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的仪器。
当两束光线自相干光源经过反射镜和半透镜后再次交汇,会产生干涉现象,形成明暗条纹。
通过调节反射镜的位置和角度,可以测量出光的波长。
实验步骤:1. 调整迈克尔逊干涉仪,使得两束光线经过反射镜和半透镜后交汇。
2. 观察干涉条纹的形成,并记录下明暗条纹的数量。
3. 通过调节反射镜的位置和角度,使得干涉条纹移动,记录下移动的距离。
4. 利用已知的实验数据,计算出光的波长。
实验结果:经过实验观察和数据记录,我们成功观察到了明暗条纹的形成,并记录下了移动的距离。
通过计算,我们测量出了光的波长为XXX。
实验分析:通过本次实验,我们验证了光的干涉现象,并成功测量出了光的波长。
在实验过程中,我们也发现了一些误差和不确定性,可能是由于仪器的精度、环境因素等造成的。
在今后的实验中,我们需要更加精确地调节仪器,减小误差,提高实验的准确性。
结论:本次迈克尔逊干涉仪实验取得了成功,验证了光的干涉现象,并测量出了光的波长。
通过实验,我们对光的干涉现象有了更深入的了解,并积累了实验操作的经验。
自查报告:在实验过程中,我们严格按照实验步骤进行操作,确保实验的准确性。
在数据记录和处理过程中,我们也尽量减小误差,提高了实验的可靠性。
但在今后的实验中,我们需要更加注意仪器的调节和环境的影响,以提高实验的精确度。
同时,我们也需要更加深入地理解实验原理,以便更好地分析实验结果。
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=0.05225mm Δd2=d7-d2=0.04077mm Δd3=d8-d3=0.04077mm Δd4=d9-d4=0.05071mmΔd(平均)=(Δd0+Δd1+Δd2+Δd3+Δd4)/5 =0.047304mmA类不确定度σ=*10-6mΔk=150所以λ(平均)=2Δd(平均)/Δk = nmB类不确定度: UΔB=*10-7 m总不确定度: UΔd =*10-6 mUλ =2UΔd/Δk = nm所以λ=λ(平均)+Uλ= + nmEλ=()/ *100% =%。
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迈克尔逊干涉仪实验报
告
文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
迈克耳逊干涉仪
一. 实验目的
1.了解迈克尔逊干涉仪的结构和原理,掌握调节方法;
2.用迈克尔逊干涉仪测量钠光波长和精细结构。
二. 实验仪器
迈克尔逊干涉仪、钠光灯、透镜等。
三. 实验原理
迈克耳孙干涉仪原理如图所示。
两平面反射镜M1、M2、光源 S和观察点E (或接收屏)四者北东西南各据一方。
M1、M2相互垂直,M2是固定的,M1可沿导轨做精密移动。
G1和G2是两块材料相同薄厚均匀相等的平行玻璃片。
G1的一个表面上镀有半透明的薄银层或铝层,形成半反半透膜,可使入射光分成强度基本相等的两束光,称G1为分光板。
G2与G1平行,以保证两束光在玻璃中所走的光程完全相等且与入射光的波长无关,保证仪器能够观察单、复色光的干涉。
可见G2作为补偿光程用,故称之为补偿板。
G1、G2与平面镜M1、M2倾斜成45°角。
如上图所示一束光入射到G1上,被G1分为反射光和透射光,这两束光分别经M1和M2反射后又沿原路返回,在分化板后表面分别被透射和反射,于E处相遇后成为相干光,可以产生干涉现象。
图中M′2是平面镜M2由半反膜形成的虚像。
观察者从E处去看,经M2反射的光好像是从M′2来的。
因此干涉仪所产生的干涉和由平面M1与M′2之间的空气薄膜所产生的干涉是完全一样的,在讨论干涉条纹的形成时,只需考察M1和M2两个面所形成的空气薄膜即可。
两面相互平行可到面光源在无穷远处产生的等倾干涉,两面有小的夹角可得到面光源在空气膜近处形成的等厚
干涉。
若光源是点光源,则上述两种情况均可在空间形成非定域干涉。
设M1和M ′2之间的距离为d ,则它们所形成的空气薄膜造成的相干光的光程差近似用下式表示 若M1与M ′2平行,则各处d 相同,可得等倾干涉。
系统具有轴对称不变性,故屏E 上的干涉条纹应为一组同心圆环,圆心处对应的光程差最大且等于2d,d 越大圆环越密。
反之中心圆斑变大圆环变疏。
若d 增加 则中心“冒出”一个条纹,反之d 减小 则中心“缩进”一个条纹。
故干涉条纹在中心处“冒出”或“缩进”的个数N 与d 的变化量△d 之间有下列关系
根据该关系式就可测量光波波长λ或长度△d 。
钠黄双线的精细结构测量原理简介:
干涉条纹可见度定义为:
当,时V=1,此时干涉条纹最清晰,可见度最大;时V=0,可见度最小。
从一视见度最低的位置开始算起,测量一次视见度最低处的位置,者其间的光程差为,且由关系算出谱线的精细结构。
四. 实验结果计与分析
钠光的平均波长
次数
初读数 d 1(mm ) 末读数 d 2(mm ) △d=|d 1-d 2| (mm) (nm) (nm)
1
其中λ=2*Δd/100,根据λ0=;
=
E=%
钠光的精细结构:
视见度最低的位置
d
1= d
2
=
N(mm)(nm)(nm)
d
2
- d
1
得=
E=%
误差分析及总结:
由于本实验属于较为精细的光学实验,目测读数时的误差在所难免,所以使得实验结果不准确,应注意保护眼睛,边读书边休息,小组内交替读数。
并且仪器未调好也会造成较大误差。
五. 思考题
1、在观察等倾条纹干涉时,条纹从中心“冒出”说明兼具是变大了还是变小了条纹“缩进”又如何调节等倾条纹时,若眼睛有左向右平移看条纹“冒出”,有右向左看是“缩进”,此时位置成什么关系
答:“冒出”时间距变大,“缩进”时间距变小。
说明M
1和M
2
`不平行且右边间距
大。
亮纹的条件:2necosγ+λ/2=kλ
干涉条纹是一组同心圆,越靠近中心,倾角i越小,折射角γ也越小,则cosγ越大,给出的k值也越大。
这说明,越靠近中心,亮环的级次越高。
当i=0°时,γ=0°,这时2e+λ/2=kλ
当增大厚度e时,会看见起初中心亮环变暗,然后变亮。
这是因为e增大,k的级次会变为k+1,因此,中心会产生一个新的亮环。
由上述可知,条纹从中心涌出时,说明M2与M2之间的距离变大。
反之,则为变小。
若眼睛有左向右平移看条纹“冒出”,有右向左看是“缩进”则说明M2与M2不平行,且成的夹角的顶端在左边
2、如果实验者是高度近视眼。
不戴眼镜能看到等倾条纹干涉或等厚条纹吗为什么答:能看到,因为能够通过调节使光最终聚焦在视网膜上,因为并不是实在的物体,所以成像位置是可以调节的,而且调节并不影响M2与M2的位置关系,所以能够看到。