迈克尔逊干涉仪实验报告

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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

“迈克尔逊干涉仪”实验报告
1、实验简介
“迈克尔逊干涉仪”(Michaelson Interferometer)是一种便携式、利用干涉测量法测量平面镜和实物形状及尺寸的精密仪器。

它是一种无源距离测量方法,它通过分析干涉图像返回的距离信息来获得目标曲面和表面的精度参数,可以方便的测量玻璃、金属、涂层等表面的特性参数。

本实验拟采用迈克尔逊干涉仪,研究多次反射平面波的干涉斑图,用以了解平面镜形状和尺寸的变化对反射波的影响。

2、实验仪器设备
实验所用仪器设备主要包括迈克尔逊干涉仪、两只不同直径0.8NM 和 1.4NM 钨丝、测量单元、以及一个可调节电压的电源等。

3、实验原理
迈克尔逊干涉仪运用了光干涉原理,它弥补了简单显微镜无法获得距离的缺陷。

它的原理首先用照相机对光斑进行测量,然后根据各种参数来计算出测量结果,拟采用迈克尔逊干涉仪测量多次反射的平面波的位置、距离等数据,根据测量结果分析干涉斑图形状及尺寸变化,从而获知平面镜形状和尺寸的变化情况。

4、实验步骤与程序
(1)将0.8NM 和 1.4NM钨丝分别装入迈克尔逊干涉仪,连接测量单元,使电源与仪器相连;
(2)微调光源、参考物表面和探测物体等参数,使光束垂直射入参考物表面;
(3)拍摄干涉图,用记录仪将数据采样储储;
(4)改变参考物表面的粗糙度及尺寸,重复步骤2和3;
(5)通过分析干涉斑图形状及尺寸变化,研究多次反射平面波的干涉斑图。

5、实验结果及分析
实验结果表明:不同参考物表面粗糙度和尺寸会导致干涉斑图形状及尺寸变化,反射波数量及位置也有相应变化,从而揭示了平面镜形状和尺寸的变化对反射波的影响。

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

迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告实验目的,使用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长。

实验原理,迈克尔逊干涉仪利用干涉现象测量光波的波长。


两束光波经过分束器分开后,再经过反射镜反射后再次汇聚在一起时,会产生干涉条纹。

通过调节其中一个反射镜的位置,可以改变
干涉条纹的间距,从而测量光波的波长。

实验步骤:
1. 调节迈克尔逊干涉仪,使得两束光波在分束器处分开,然后
经过反射镜反射后再次汇聚在一起。

2. 观察干涉条纹的形成,并记录下干涉条纹的间距。

3. 通过调节其中一个反射镜的位置,改变干涉条纹的间距,并
记录下不同位置对应的干涉条纹间距。

4. 利用已知的实验参数和干涉条纹的间距,计算出光波的波长。

实验结果,通过实验测量得到光波的波长为XXX。

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。

通过调节干涉条纹的间距,得到了较为准确的光波波长数据。

实验
结果与理论值较为接近,证明了迈克尔逊干涉仪可以有效地测量光
波的波长。

实验中遇到的问题及解决方法,在实验中,由于环境光线的干扰,干涉条纹的观察和记录可能会受到影响。

为了解决这个问题,
可以在实验时尽量在较为暗的环境中进行观察,并使用滤光片等方
法减少环境光线的干扰。

改进方案,在今后的实验中,可以尝试使用更精密的仪器以及
更准确的测量方法,以提高实验数据的准确性和可靠性。

总结,通过本次实验,我对迈克尔逊干涉仪的原理和应用有了
更深入的了解,同时也掌握了一种测量光波波长的方法。

在今后的
学习和实验中,我将继续努力,不断提高实验技能和科研能力。

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

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,了解干涉现象的产生原理,掌握干涉仪的使用方法,以及通过实验观察和测量,验证干涉
理论。

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、折射率等物理量的仪器。

它由半透明镜、全反射镜和光源等部件组成。

当光波通过半透明镜分为两束光线,分别经过不同路径反射后
再次汇聚在半透明镜上时,会产生干涉现象。

通过观察干涉条纹的
变化,可以得到有关光波性质的信息。

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明显
的干涉条纹。

2. 观察干涉条纹的变化,记录下不同条件下的干涉图样。

3. 通过调节干涉仪的各个部件,测量干涉条纹的间距、角度等
参数。

4. 根据测量数据,计算出光波的波长、折射率等物理量。

实验结果,通过观察和测量,得到了不同条件下的干涉条纹图样,并且测量了干涉条纹的间距、角度等参数。

根据计算得到的数据,验证了干涉理论,并且得到了光波的波长、折射率等物理量的结果。

实验总结,通过这次实验,我们深入了解了迈克尔逊干涉仪的使用方法,掌握了干涉现象的产生原理,并且通过实验观察和测量验证了干涉理论。

这次实验对我们加深了对光学原理的理解,提高了实验操作能力,是一次很有意义的实验。

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,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

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。

6- 迈克尔逊干涉仪实验报告

6- 迈克尔逊干涉仪实验报告

6- 迈克尔逊干涉仪实验报告引言:干涉是光学实验中的一种重要现象。

其中迈克尔逊干涉仪是一种利用分束器将光分为两路走不同路程,再合成的干涉仪。

本实验目的是通过迈克尔逊干涉仪对光的相位干涉进行实验研究,探究其在科学研究和实际应用中的作用。

实验仪器与实验原理:迈克尔逊干涉仪的主要组成部分为分束器、反射镜、透镜和检波器。

分束器将光分成两路光,在反射后分别经过不同的光程后,再合成在一个光学环境中,形成干涉条纹,进而研究光的相位差。

本实验选用的迈克尔逊干涉仪光路如下:(1)准直光:由汞灯发出,经过凸透镜后成为平行光线。

(2)平板玻璃片:用于将平行光分成两束相互垂直地经过反射镜反向传播。

(3)待测物:常用的待测物为透明薄板。

(4)反射镜:反射光线使其改变方向。

(5)合成反射光:在两路光线进入存在相位差干涉的区域后,在反射镜上反射成为一路光线,进而在检测屏幕上产生干涉条纹。

实验步骤与实验结果:1. 线性度检查:使反射镜沿着检测屏幕方向移动,即保证反射镜像中心移动时干涉条纹线性分布。

结果:移动100次反射镜,干涉条纹线性,线间距与波长λ比例大小相等。

2. 确定干涉璀璨:注入汞灯光源,调整两个反射镜,使其距离相等,透射光线相遇前的光程相等,令条纹体现出明暗相间的亮度。

结果:明暗干涉线段发生变化的能量必须尽可能小。

3. 确定空气中两路光线的光程差:沿反射镜上下调节反射镜距离微调干涉条带展宽,经过微调后能够看到一阶条纹明暗相间的情况,再微一点可见的一级条带左端和右端的加亮区域刚开始相接收阻塞,当这一加亮区第一次完全保持不变,即表示第一阶的加亮区“连接”在一起,这时记下此时反射镜之间距离。

据相邻条带间差一现象可知,一阶干涉级别条纹宽度为λ /2 。

结果:空气中两路光线光程差为λ/2。

4. 确定疏水中两条光线的光程差:采用疏水薄板作为干涉片。

一级干涉条纹宽度为λ /2 ,得出空气中两路光线光程差λ/2,薄板厚度(光程差)d,直接得到疏水的折射率n(n ≌ 1.33):n = d / λ 。

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

迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告实验名称,迈克尔逊干涉仪测量光波的波长。

实验目的,通过迈克尔逊干涉仪测量光波的波长,了解光波的干涉现象,并掌握实验方法和技巧。

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。

在迈克尔逊干涉仪中,光波被分成两束,分别经过不同路径后再合成,形成干涉图样。

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. 调整迈克尔逊干涉仪,使得两束光波相干并且垂直入射到反射镜上。

2. 观察干涉图样,调整反射镜的位置,使得干涉条纹清晰可见。

3. 使用微调装置,测量干涉条纹的间距。

4. 根据干涉条纹的间距和实验条件,计算出光波的波长。

实验结果,经过实验测量和计算,得到光波的波长为λ=xx nm。

实验分析,通过实验测量得到的光波波长与理论值相比较,误差较小,说明实验结果较为准确。

同时,实验中观察到了光波的干涉现象,加深了对光学干涉的理解。

实验结论,通过迈克尔逊干涉仪测量光波的波长,加深了对光学干涉现象的理解,并且掌握了实验方法和技巧。

实验结果较为准确,达到了预期的实验目的。

存在问题,在实验过程中,可能会受到外界光线的干扰,需要在实验环境中保持较为稳定的光线条件,以获得更准确的实验结果。

改进方案,在实验中增加遮光装置,减少外界光线的干扰,以提高实验的准确性。

实验人员签名,_________ 日期,_________。

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

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,确定光波的波长值。

实验仪器:
迈克尔逊干涉仪、光源、准直器、望远镜、平面镜、半反射镜等。

实验原理:
迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象测量光波波长的仪器。

在迈克尔逊干涉仪中,光源发出的光线被半反射镜分为两束光线,一束光线直接射向平面镜,另一束光线先被反射后再被半反射镜反射射向平面镜。

两束光线在平面镜处发生干涉,形成干涉条纹。

通过观察干涉条纹的移动,可以计算出光波的波长。

实验步骤:
1. 调整迈克尔逊干涉仪,使得两束光线在平面镜处发生干涉。

2. 观察干涉条纹的移动情况,记录下条纹的变化。

3. 根据干涉条纹的移动情况,计算出光波的波长。

实验结果:
通过观察干涉条纹的移动情况,我们计算出光波的波长为XXX。

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,并得到了
较为准确的结果。

实验结果与理论值相符,证明了迈克尔逊干涉仪
测量光波波长的可靠性和准确性。

存在问题及改进方案:
在实验过程中,可能存在干涉条纹的观察不够准确的情况,可
以通过提高观察仪器的精度和稳定性来改进实验结果的准确性。

总结:
本次实验通过迈克尔逊干涉仪成功测量了光波的波长,实验结果较为准确,验证了迈克尔逊干涉仪测量光波波长的可靠性和准确性。

同时,也发现了实验中存在的问题,并提出了改进方案,为今后的实验工作提供了参考和借鉴。

迈克尔逊干涉仪实验报告

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。

迈克尔逊干涉仪的使用实验报告

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名称,迈克尔逊干涉仪的使用。

实验目的,通过使用迈克尔逊干涉仪,观察干涉条纹的形成原理,掌握干涉仪的使用方法,以及了解干涉仪在实际应用中的意义。

实验仪器,迈克尔逊干涉仪、激光器、反射镜、半反射镜、屏
幕等。

实验原理,迈克尔逊干涉仪利用激光经半反射镜分为两束光,
分别经过两条光路后再次汇聚在半反射镜上,形成干涉条纹。

当两
束光的光程差为整数倍的波长时,会出现明暗交替的干涉条纹。

实验步骤:
1. 调整迈克尔逊干涉仪,使激光通过半反射镜分为两束光线。

2. 调整反射镜和半反射镜的位置,使两束光线再次汇聚在半反
射镜上。

3. 在屏幕上观察干涉条纹的形成情况。

4. 调整反射镜和半反射镜的位置,改变两束光线的光程差,观
察干涉条纹的变化。

实验结果,通过调整反射镜和半反射镜的位置,观察到明暗交
替的干涉条纹,并且改变光程差时,干涉条纹的间距和明暗程度发
生变化。

实验结论,通过本次实验,我对迈克尔逊干涉仪的使用方法有
了更深入的了解,并且对干涉条纹的形成原理有了直观的认识。


时也明白了干涉仪在实际应用中的重要性,例如在光学测量、干涉
仪表等方面有着广泛的应用。

存在问题,在实验过程中,由于对仪器操作不熟练,调整反射
镜和半反射镜的位置花费了较多的时间,需要加强对仪器的熟悉度
和操作技巧。

改进措施,下次在进行实验前,可以提前熟悉仪器的使用方法,加强对操作步骤的理解,以提高实验效率和准确性。

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

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

迈克尔逊干涉仪实验一、实验目的:1.了解迈克尔逊干涉仪的原理并掌握调节方法。

2.观察等倾干涉条纹,了解非定域干涉。

3.测定He—Ne激光的波长。

二、实验仪器:迈克尔逊干涉仪、He—Ne激光器、扩束镜(短焦距透镜)。

三、实验原理及过程简述:干涉仪的光路如图1, 光源上一点S发出的一束光线经分光板1G 被分为两束光线(1)和(2)。

这两束光分别射向相互垂直的全反射镜1M 和2M ,经1M 和2M 反射后又汇于分 光板1G ,这两束光再次被1G 分束,它们各有一束按原路返回光源(设两光束分别垂直于1M 、2M ),同时各有一束光线朝E的方向射出。

由于光线(1)和(2)为两相干光束,因此我们可在E的方向观察到干涉条纹。

图12M '是反射镜2M 被1G 反射所成的虚像。

从E 处看两相干光是从1M 和2M ' 反射而来。

因此在迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉与1M 2M '间空气膜所产生的干涉是一样的。

图2用凸透镜会聚的激光束是一个很好的点光源,它向空间发射球面波,从1M 和2M 反射后可看成由两个光源 S1和 S2发出的(见图2),S1(或S2)至屏的距离分别为点光源S从 1G 和1M (或2M 和1G )反射再至屏的光程,S1和S2的距离为1M 和2M '之间距离 d的二倍,即 2d。

虚光源 S1和S2发出的球面波在它们相遇的空间处处相干,这种干涉是非定域干涉。

如果把屏垂直于S1和S2的联线放置,则我们可以看到一组组同心圆,圆心就是S1和S2连线与屏的交点。

如图2,由S1S2到屏上任一点A,两光线的程差L可得:δcos 2d L = (1) 由式(1)可知:(1)当0=δ时,程差最大,即圆心E点所对应的干涉级别最高; (2)d 增大时,条纹变细变密。

反之d减小,条纹变粗变稀;(3)d 增加或减小2λ,圆心E点“冒出”或“缩进”1级条纹,它们的关系为: N d ∆λ=∆2(2) 若测出“冒出”或“缩进”的条纹数目N ∆,1M 移动的距离△d ,则就可求得波长λ。

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
实验目的:
通过迈克尔逊干涉仪实验,掌握干涉条纹的观察方法,熟悉干涉仪的基本原理,加深对光的波动性质的理解。

实验仪器:
迈克尔逊干涉仪、白光源、准直器、透镜、反射镜等。

实验原理:
迈克尔逊干涉仪是一种利用分束镜将光分为两束,分别经过不同光程后再合并,观察干涉现象的仪器。

当两束光相遇时,如果它们的相位差为整数倍的波长,就会出现明显的干涉条纹。

实验步骤:
1. 将白光源通过准直器调节成平行光,照射到分束镜上。

2. 调节分束镜和反射镜的角度,使得两束光分别经过不同光程后再合并。

3. 观察干涉条纹,调节反射镜的位置,使得条纹清晰。

4. 测量干涉条纹的间距,计算出波长。

实验结果:
通过实验观察,成功在干涉仪上观察到清晰的干涉条纹,并且测量出了条纹的间距。

根据测量结果计算出了光的波长,与理论值基本吻合。

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有了更深入的了解,加深了对光的波动性质的理解。

同时,实验中也遇到了一些问题,比如调节干涉条纹的清晰度需要一定的技巧,需要进一步提高实验操作的熟练度。

自查报告:
在实验过程中,我发现自己在调节干涉条纹的过程中有些困难,需要更加熟练地掌握调节的技巧。

另外,在实验结果的测量和计算
过程中,也需要更加细致地进行操作,以减小误差。

下次在进行类
似实验时,我会更加注意这些方面,以提高实验的准确性和可靠性。

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)-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

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)

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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实验目的:
1)学会使用迈克尔逊干涉仪
2)观察等倾、等厚和非定域干涉现象
3)测量氦氖激光的波长和钠光双线的波长差。

实验仪器:
氦氖激光光源、钠光灯、迈克尔逊干涉仪、毛玻璃屏
实验原理:
1:迈克尔逊干涉仪的原理:
迈克尔逊干涉仪的光路图如图所示,光源S 出发的光经过称。

45放置的背面镀银的半透玻璃板1P 被分成互相垂直的强度几乎相等的两束光,光
路1通过1M 镜反射并再次通过1P 照射在观察平
面E 上,光路2通过厚度、折射率与1P 相同的玻
璃板2P 后由2M 镜反射再次通过2P 并由1P 背面
的反射层反射照射在观察平面E 上。

图中平行于1M 的'2M 是2M 经1P 反射所成的虚像,即1P 到2M 与1P 到'2M 的光程距离相等,故从1P 到2M 的光路可用1P 到'2M 等价替代。

这样可以认为1M 与'2M 之间形成了一个空气间隙,这个空气间隙的厚度可以通过移动1M 完成,空气间隙的夹角可以通过改变1M 镜或2M 镜的角度实现。

当1M 与'
2M 平行时可以在观察平面E 处观察到等倾干涉现象,当1M 与'2M 有一定的夹角时可以在观察平面E 处观察到等厚干涉现象。

2:激光器激光波长测量原理:
由等倾干涉条纹的特点,当θ =0 时的光程差δ 最大,即圆心所对应的干
涉级别最高。

转动手轮移动 M1,当 d 增加时,相当 于增大了和 k 相应的θ 角 ,可以看到圆 环一个个从中心“冒出” ;若 d 减小时,圆环逐渐 缩小,最后“淹没”在中心处。

每“冒”出或“缩”进一个干涉环,相应的光程差改变了一个波长,也就是 M 与M ’之间距离 变化了半个波长。

若将 M 与 M ’之间距离改变了△d 时,观察到 N 个干涉环变化,则△d =N 由此可测单色光的波长。

3:钠光双线波长差的测定:
在使用迈克尔逊干涉仪观察低压钠黄灯双线的等倾干涉条纹时,可以看到随着动镜1M 的移动,条纹本身出现了由清晰到模糊再到清晰的周期性变化,即反衬度从最大到最小再到最大的周期性变化,利用这一特性,可测量钠光双线波长差,对于等倾干涉而言,波长差的计算公式为:
实验内容与数据处理:
(1)观察非定域干涉条纹 1)通过粗调手轮打开激光光源,调节激光器使其光束大致垂直于平面反光镜2M 入射,取掉投影屏E ,可以看到两排激光点
2)粗调手轮移动1M 镜的位置,使得通过分光板分开的两路光光程大致相等
3)调节1M 、2M 镜后面的两个旋钮,使两排激光点重合为一排,并使两个最亮的光点重合在一起。

此时再放上投影屏E ,就可以看到干涉条纹。

4)仔细调节1M 、2M 镜后面的两个旋钮,使1M 与'
2M 平行,这时在屏上可以看到同心圆条纹,这些条纹为非定域条纹。

5)转动微调手轮,观察干涉条纹的形状、疏密及中心“吞”、“吐”条纹随光程差改变的变化情况。

(2)测量He-Ne 激光波长
1)调整仪器的测量零点
2)向同一个方向缓旋动微调手轮,当观察到条纹显著的涌出或缩进时,开始记录此时1M 镜的位置0m 。

持续沿同一方向旋动微调手轮,条纹中心每“吞”或“吐”100条条纹记一次h 值,连续记录十次,并将数据记录在相应表格中,并计算出激光波长λ及其误差
(3)钠光双线波长差λ∆的测定
1)将光源换为钠灯,在钠光灯与1P 之间放置一块磨砂玻璃,并将投影屏E 取下,通过分光板A 直接观察干涉条纹。

2)缓慢旋动微调手轮,观察钠灯产生的干涉条纹的吞吐。

3)继续缓慢旋动微调手轮移动1M 镜,观察到条纹的反衬度周期变化,记录条纹从不可见到下个不可见时2M 的位置d 值,连续记录六次,讲数据记录在相应表格中,利用最小二乘法求出d ∆,计算钠光双线的波长差及其误差。

数据处理
由最小二乘法可得到
=0.03295mm
计算可得到波长=659nm
误差为:
由最小二乘法可得到=0.28340mm
计算可得到波长差λ∆=0.6121nm
误差为:
实验分析讨论与结论:
本实验以迈克尔逊干涉仪为主要工具,观察了激光的等倾干涉和等厚干涉,并根据等倾干涉的特点,利用相关的公式测出了He-Ne激光的波长以及钠光双线的波长差,由于仪器精度的影响,实验存在一定的误差,但在正常范围内,精度较高;在试验处理的时候如果不采用最小二乘法也可采用取平均值的方法,在一定程度上减小偶然误差的影响。

1:在计量图像“吞”下条纹时所移动的距离存在一定的误差,所以实验中一定要小心谨慎,细盘的转动要慢;对反衬度的判断也不足够精确。

2:大小鼓轮空转也会引起误差,所以每次测量必须沿同一方向旋转,不得中途倒退。

3:试验中的镜面只能大致的满足相互之间的几何关系,所以公式的推导有一定的误差,可在计算中加以适当的修正。

本次实验整体来看测得的实验数据符合要求。

结论:通过本次实验掌握了迈克尔逊干涉仪的使用,观察到了等倾干涉、等厚干涉的现象、较为准确的测出实验室所用He-Ne激光的波长以及钠光双线的波长差。

参考文献:1:李朝荣、徐平、唐芳、王慕兵。

基础物理实验【M】,北京航空航天大学出版社。

2:张三慧主编大学物理学,清华大学出版社。

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