迈克尔逊干涉仪实验
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
实验目的,通过搭建迈克尔逊干涉仪,观察干涉现象并测量光
的波长。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、激光器、反射镜、半反射镜、测
距仪等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪利用干涉现象来测量光的波长,通
过将激光器发出的光分成两束,经过反射镜和半反射镜后再次交汇,形成干涉条纹,通过测量条纹的间距来计算光的波长。
实验步骤:
1. 搭建迈克尔逊干涉仪,调整反射镜和半反射镜的位置使得光
路稳定。
2. 打开激光器,调整干涉仪使得干涉条纹清晰可见。
3. 使用测距仪测量干涉条纹的间距。
4. 重复实验多次,取平均值得到最终结果。
实验结果,通过实验测得干涉条纹的间距为2.5mm,计算得到光的波长为650nm。
实验分析,实验结果与理论值相符,说明实验过程准确无误。
通过本次实验,我们成功地观察到了干涉现象,并且测量得到了光的波长,实验取得了成功。
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,掌握了干涉现象的观察方法,并且学会了使用干涉仪测量光的波长。
这次实验对我们的学习和科研工作具有重要意义。
存在问题,在实验过程中,我们发现干涉条纹的清晰度受到环境光的影响,需要在实验环境中尽量减少杂光的干扰。
下次实验需要在更为稳定的实验环境中进行。
(大物实验)迈克尔孙干涉仪实验
大学物理实验迈克尔孙干涉仪一.实验原理1.迈克尔孙干涉仪的结构和原理2. 点光源产生的非定域干涉即M1和M2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。
由式可知,只要读出干涉仪中M1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。
3. 条纹的可见度利用上式可测出纳黄光双线的波长差4. 时间相干性问题长差越小,光源的单色性越好,相干长度就越长,所以上面两种解释是完全一致的。
t m则用下式表示钠光灯所发射的谱线为589.0nm与589.6nm,相干长度有2cm。
氦氖激光器所发出的激光单色性很好,其632.8nm的谱线,只有10-14~10-7nm,相干长度长达几米到几公里的范围。
对白光而言,其和λ是同一数量级,相干长度为波长数量级,仅能看到级数很小的几条彩色条纹。
5.透明薄片折射率(或厚度)的测量(1)白光干涉条纹(2)固体透明薄片折射率或厚度的测定当视场中出现中央条纹之后,在M1与A之间放入折射率为n、厚度为l的透明物体,则此时程差要比原来增大因而中央条纹移出视场范围,如果将M1向A前移d,使,则中央条纹会重新出现测出d和l求出折射率n。
二.实验步骤1.测量He-Ne激光的波长①调整好干涉仪,为实验做好准备。
②打开He-Ne激光器,在光源前放一小孔光栏,调节M2上的三个螺钉,从小孔初设的激光束,经M1,M2反射后,在观察屏上重合。
③去掉小孔光栏,换上焦距透镜而使光源成为发散光束,在两光程差不太大时,在毛玻璃屏上即可观察到干涉条纹,轻轻调节M2后的螺钉,应出现基本在中心的圆纹。
④测量He-Ne激光的波长。
轻轻转动微动转轮,移动M1,中心每出生或吞进n个条纹,记下移动的距离,用公式2h/n求出波长。
2.测量钠波波长,波长差及相干长度①波长测量同激光波长的测量②慢慢移动M1,增加光程差,条纹可见度下降,乃至看不清,测出两不可见位置的距离差L=t1-t2,即可求出波长。
“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现象,验证干涉理论,并测量光波的波长。
实验仪器:
迈克尔逊干涉仪、激光器、平面镜、半反射镜、测微器等。
实验原理:
迈克尔逊干涉仪利用激光器发出的单色光,经半反射镜分成两束光,分别经过不同路径反射后再次汇聚在一起,形成干涉条纹。
通过观察干涉条纹的变化,可以测量光波的波长。
实验步骤:
1. 调整迈克尔逊干涉仪的镜面,使得两束光经过不同路径后再次重合。
2. 观察干涉条纹的形成和变化,调整镜面使得条纹清晰。
3. 用测微器测量镜面的微小位移,计算出光波的波长。
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和变化,并且测量出了光波的波长为XXX。
实验总结:
迈克尔逊干涉仪实验通过观察干涉现象,验证了干涉理论,并
且成功测量了光波的波长。
实验过程中需要仔细调整仪器,保证光
路的稳定和清晰,同时需要精确测量微小的位移,因此实验操作需
要细心和耐心。
通过本次实验,我们对干涉现象有了更深入的理解,并且掌握了一定的实验操作技巧。
迈克尔逊干涉仪实验原理
迈克尔逊干涉仪实验原理
迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象测量光的波长、光速等物理量的仪器。
该实验传统上采用的是半透半反射镜和平面镜构成的光路,分别称为分束器和合束器。
实验步骤如下:
1. 将光源(通常为单色光源)通过准直透镜射入干涉仪的分束器,使光射向半透半反射镜。
2. 半透半反射镜将光分为两束,一束经过反射进入合束器,一束经过透射继续直射。
3. 合束器的反射面上放置一物镜,其作用是将两束光重新合成为一束光。
4. 在光路上放置一干涉标样(如干涉膜),使光束被分为两条,并在合束时产生干涉现象。
5. 在干涉现象出现的区域,采用移动合束器的方法,使得两束光的光程差达到最大或最小。
6. 测量在最大或最小光程差时,移动的距离,即为干涉条纹的间距。
根据干涉条纹的间距,可以计算出空气中的光的波长。
7. 通过改变光路长度,可以测量光速等物理量。
迈克尔逊干涉仪实验原理的最重要特点是其准确性和灵敏度高。
通过调整干涉仪的光路,可以使干涉现象的条纹清晰可见,从而准确测量光的波长和光速。
迈克尔逊干涉仪实验实验误差及总结
迈克尔逊干涉仪实验实验误差及总结1. 引言迈克尔逊干涉仪,听起来像是个高大上的东西,其实就是用来测量光的干涉现象的一个仪器。
简单来说,它能帮我们观察到光波是如何互相干扰的,像一场光的“舞会”。
不过,光的舞姿并不是总那么完美,实验中常常会有一些小插曲和误差。
今天咱们就来聊聊这个干涉仪实验中的误差和总结,顺便顺便放松一下,别担心,不会让你觉得像上课一样枯燥。
2. 实验设置2.1 仪器组成首先,得说说这台干涉仪的组成。
迈克尔逊干涉仪主要由一个光源、分束器、反射镜和干涉图样接收器构成。
想象一下,光源就像是舞台上的灯光,分束器是个调皮的小家伙,把光分成两束,让它们各自舞动,然后又在接收器上重聚,形成美丽的干涉条纹。
就像两位舞者在舞台汇合,碰撞出火花。
2.2 实验过程在实验过程中,首先要确保所有的设备都摆放得当,光源要稳定,镜子也得清洁得不能再清洁。
光一旦出发,就像小孩子放飞了风筝,不能有丝毫的干扰。
不过,实际操作中,各种因素都可能影响到实验结果,比如振动、温度变化、甚至是空气的流动,都可能让这些光束的舞蹈变得有些失控。
3. 实验误差分析3.1 误差来源咱们说到误差,首先要明白,误差可不是小事。
它可以来自多个方面。
首先,环境的影响,比如温度、湿度,这些就像是天气变化让舞者不知所措,容易导致光速的微小变化。
另外,镜子的平整度、光源的稳定性、以及分束器的质量等,都是影响干涉条纹清晰度的“幕后黑手”。
想象一下,如果镜子不是完全平整,那干涉图样就会模糊,甚至完全消失,就像舞台上的灯光突然熄灭,观众们都懵了。
3.2 误差的修正不过,别担心,聪明的科学家们总是能找到办法来修正这些误差。
首先,可以通过改进仪器的设计来减少外部干扰,比如在实验室里安装防振设备,或者使用更稳定的光源。
此外,使用更精密的仪器,比如高品质的反射镜和分束器,也能大大提高实验的准确性。
还有,记得定期校准设备,就像给舞者调音,让他们在舞台上更加协调。
4. 总结最后,迈克尔逊干涉仪的实验其实就像是一场光的舞会,虽然过程中可能会出现各种误差,但只要咱们认真对待,努力去修正,就能让这场舞会变得更加精彩。
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,了解光的干涉现象,并观察干涉条纹的产生和变化规律。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、光源、准直器、透镜、半反射镜、平面镜、干涉条纹观察屏。
实验原理,迈克尔逊干涉仪利用干涉现象来测量光的波长、折射率等。
它由一个光源、将光分成两束的半反射镜、两个反射镜和干涉条纹观察屏组成。
当两束光经过不同路程后再次相遇,会产生干涉现象,形成干涉条纹。
实验步骤:1. 将光源对准准直器,使其成为平行光。
2. 将平行光照射到半反射镜上,分成两束光线。
3. 一束光线直接射向反射镜,另一束光线先经过透镜再射向反射镜。
4. 两束光线分别经过不同路程后再次相遇,形成干涉条纹。
5. 调整反射镜的角度和位置,观察干涉条纹的变化规律。
实验结果,通过实验观察,我们发现随着反射镜角度和位置的微调,干涉条纹的间距和亮暗条纹的分布会发生变化。
当反射镜位置调整到使得两束光程相等时,会出现明显的干涉条纹。
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使用方法,以及干涉条纹的产生规律。
这对于我们进一步学习光学理论和进行相关实验研究具有重要意义。
存在问题,在实验过程中,我们发现调整反射镜位置和角度需要非常小心,稍有不慎就会导致干涉条纹的消失或者错位。
因此,在以后的实验中,需要更加细心和耐心地进行操作。
改进建议,在进行迈克尔逊干涉仪实验时,可以事先进行充分的准备和调试,确保光源、透镜、反射镜等各部件的位置和角度都调整到最佳状态。
另外,在操作时需要小心谨慎,避免造成不必要的干扰和误差。
通过本次实验,我们对迈克尔逊干涉仪有了更深入的了解,也对光的干涉现象有了更加直观的认识,这对我们今后的学习和研究都将有所帮助。
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
迈克尔逊干涉仪实验
一、简介
迈克尔逊干涉仪是一种常见的光学仪器,用于测量光的干涉现象。
它基于干涉
现象原理,利用光程差的变化引起干涉条纹的移动,从而实现光波的干涉测量。
二、实验目的
通过迈克尔逊干涉仪实验,探究光的干涉现象,理解干涉原理,学习干涉仪的
构造和使用方法,提高实验操作能力。
三、实验原理
1.干涉现象:光程差导致两束光发生相对相位差,进而产生干涉现象。
2.干涉条纹:当两束光相干干涉,光强相加或相消形成明暗交替的干
涉条纹。
3.迈克尔逊干涉仪:由分束镜、反射镜、反射板等组成,用于观察光
的干涉现象。
四、实验步骤
1.准备迈克尔逊干涉仪及光源。
2.调整分束镜和反射镜的角度,使两束光交汇。
3.观察干涉条纹,在平移反射镜的同时调整角度,观察条纹的变化。
4.记录实验现象,分析干涉条纹的规律。
五、实验数据
根据实验记录,绘制干涉条纹图,并分析干涉条纹的间距及明暗交替规律。
六、实验结果
通过迈克尔逊干涉仪实验,观察到了清晰的干涉条纹,验证了光的干涉现象。
实验数据显示,干涉条纹的间距与光程差有关,明暗交替规律符合干涉原理。
七、实验结论
迈克尔逊干涉仪实验有效地展示了光的干涉现象,加深了对干涉原理的理解。
实验结果符合理论预期,为光学实验教学提供了有力支持。
八、实验意义
通过迈克尔逊干涉仪实验,提高了学生对光的干涉现象的认识,培养了实验操作能力和数据分析能力,拓展了光学实验的应用范围。
以上为迈克尔逊干涉仪实验的相关内容,希望可以帮助更好地理解光的干涉现象。
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,观察光的干涉现象,并测量出光的波长。
实验仪器:
迈克尔逊干涉仪、激光器、准直器、平台、光电探测器、测距仪等。
实验原理:
迈克尔逊干涉仪利用光的干涉现象,通过半反射镜和全反射镜将光分成两束,再让它们在干涉板上相遇,形成干涉条纹。
通过观察干涉条纹的移动,可以测量出光的波长。
实验步骤:
1. 调节激光器,使其发出稳定的激光;
2. 使用准直器将激光照射到迈克尔逊干涉仪上;
3. 调节干涉仪的半反射镜和全反射镜,使两束光在干涉板上相遇;
4. 观察干涉条纹的移动,并使用测距仪测量出干涉条纹的位移。
实验结果:
通过实验测量,我们得到了干涉条纹的移动距离为5mm,根据
迈克尔逊干涉仪的参数,我们计算出光的波长为632.8nm。
实验结论:
本次实验通过迈克尔逊干涉仪成功观察到了光的干涉现象,并
测量出了光的波长。
实验结果与理论值相符,实验达到了预期的目的。
存在问题:
在实验过程中,我们发现了干涉条纹的清晰度不够,可能是由
于实验环境的振动或者干涉仪的调节不够精准所致。
在以后的实验中,我们需要注意这一点,并尽可能减小外界干扰,提高实验的精确度。
改进方案:
为了改进实验结果的精确度,我们可以在实验环境中加入隔音材料,减小外界干扰;同时,我们还可以加强对干涉仪的调节,使其更加精准。
这样可以提高实验结果的可信度和准确度。
自查人,XXX。
日期,XXXX年XX月XX日。
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,观察干涉条纹的产生和变化,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、分束镜、反射镜等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪是利用光的干涉现象来测量长度的仪器。
当两束光线相遇时,会产生干涉现象,形成明暗条纹。
通过观察这些条纹的变化,可以得到被测长度的信息。
实验步骤:
1. 搭建迈克尔逊干涉仪,确保光路的稳定和准确。
2. 调节激光器和准直器,使光线尽可能垂直射入分束镜。
3. 调节分束镜和反射镜,使两束光线分别沿两条不同的光路反射回来,并在屏幕上形成干涉条纹。
4. 观察干涉条纹的变化,记录下不同位置的条纹数目和位置。
实验结果,通过实验观察,我们成功地观察到了干涉条纹的产生和变化。
随着反射镜的微小移动,条纹位置发生了变化,说明光程差发生了改变。
根据条纹的移动情况,我们可以计算出被测长度的信息。
实验结论,迈克尔逊干涉仪是一种重要的光学仪器,通过干涉现象可以测量微小长度的变化。
实验结果表明,干涉条纹的变化与光程差有关,可以用来测量长度的微小变化。
通过这次实验,我们对干涉现象及其应用有了更深入的了解。
自查报告,在实验过程中,我们注意到光路的稳定性对实验结果的影响很大,需要进行精确的调节和观察。
在下次实验中,我们将更加注重光路的稳定性,以确保实验结果的准确性。
同时,我们也将进一步学习和了解迈克尔逊干涉仪的原理和应用,为今后的实验和研究工作打下更加扎实的基础。
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(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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迈克尔逊干涉实验无非2班袁鹏一实验目的1、学习按一定原理自行组装仪器的技能,通过自行组装迈克尔逊干涉仪学习光路的调整。
2、学习在组装的迈克尔逊干涉仪上开拓应用的技能。
3、在组装的迈克尔逊干涉仪上进行压电晶片电致伸缩效应的观测。
粗略测出压电晶片的压电系数。
二实验原理1、迈克尔逊干涉仪的原理。
迈克尔逊干涉仪是应用分振幅法产生双光束以实现干涉的仪器,仪器的光学系统由两个平面反射镜M1和M2及两块材质相同、厚度相等的平行平面玻璃板G1和G2所组成,如上图所示。
从光源S发出的光,射到分光板G1上,分光板G1后表面有半反射膜,将一束光分解成两束光;一束为反射光(1),另一束为透射光(2),他们的强度近似相等。
由于G1与M1、M2均成45度角,所以两束光都垂直的射到M1和M2,并经反射后回到G1上的半反射膜,再在观察处E相遇。
因为光束(1)、(2)是相干光,若仪器调整得当,便可在E处观察到干涉图样。
G2为补偿板,其物理性能和几何形状与G1相同,它的作用是为了补偿光束(2)的光程,使光束(1)和光束(2)在玻璃中的光程完全相等。
2、干涉条纹的形成。
由于半反射膜实质上是一块反射镜,它使M2在M1附近形成一个虚像M'2。
由于是从观察处E看到的两束光好像是从M1和M'2射来的,故可将M'2看成一个虚平面。
因M'2不是实物,它的表面和M1的表面所夹的空气薄膜可以任意调节。
如使M1、M'2平行则形成等厚的空气薄膜,产生等倾干涉;若不平行则形成空气劈尖,形成等厚干涉。
从而在实验过程中可以观察到不同的干涉图样。
(1)等倾干涉使M2垂直M1(即M1平行M'2),S又为面光源时,这就相当于空气平面板所产生的等倾干涉。
自M1和M2反射后两光束的光程差(如果光束(1)、(2)在半反射膜上反射时无附加光程差)为id cos2=∆,式中d为M1和M'2间的距离,即为空气膜厚度。
i为入射光M1、M'2镜表面的入射角。
由上式可知,当d一定时,光程差只决定于入射角。
面光源上具有相同倾角i的所有光束的光程差∆也相同,它们在干涉区域里将形成同一条干涉条纹,这种干涉即为等倾干涉。
对应不同入射角的光束光程差不相同,形成不同级次的干涉条纹,便得到一组明暗相间的同心圆环,条纹定域在无穷远处,在E处直接用眼睛就可以观察到等倾干涉的同心圆环。
(2)等厚干涉当M1、M'2相距很近,并把M'2调成与M1相交呈很小的角度时,就形成一空气劈尖。
在劈尖很薄的情况下,从E处便可看到等厚干涉条纹。
这时,两相干光程差仍可近似的表示为id cos2=∆,在M1和M'2的交线处的直线纹称为中央条纹。
在交线上,d=0,光程差∆为零,条纹为一条直线;在交线附近d很小,i的变化可以忽略,即cosi视为常数,条纹为一组近似与中央条纹平行的等间距的直条纹,可视为等厚条纹;离交线较远处d变大,光程差∆的改变,除了与膜厚度d有关外,还受i角的影响,cosi的影响不能忽略。
实际上i 很小,id cos2=∆≈2d(1-i2/2),条纹发生弯曲。
三实验仪器防振台氦氖激光光源凸透镜可变光栏直尺光屏分束镜反射镜支架压电晶片等四试验计划在实验室,面对零散的实验仪器,要进行迈克尔逊干涉仪实验,我们需要先对仪器进行组装调试。
在试验台上,有一个氦氖激光源。
首先我们就要打开光源的电源,让氦氖激光器发射光源。
然后将带有支架的凸透镜放在发射激光仪器前端的小孔前,调节凸透镜的高度让反射的部分光束正好聚焦在小孔上。
调好之后,继续将带有支架的分光板放在与凸透镜和光源在同一条直线上,并目测调整使三者的高度一致。
然后调整支架上的分光板,使其与三者所在直线成45度角。
调好之后,将凸透镜和分光板分别固定在实验台上。
之后,按照上面的迈克尔逊干涉仪的光路图,将两反射镜和光屏分别摆放在相应的位置并目测调整使其高度与凸透镜、分光板相同。
然后,先分别对反射镜M1、M2进行调节,使其反射通过分光镜之后的光线能够打到光屏上。
在光屏上出现了两个光斑之后,先粗调反射镜使两光斑靠近。
调好后,就可以将两反射镜M1、M2分别固定在相应的位置。
为了观察到干涉现象,接下来我们就要通过微调反射镜使两个光斑相交并产生干涉条纹图样。
经过微调之后,就可以在光屏上看到干涉图样了。
等倾干涉和等厚干涉是面光源产生的定域干涉。
所以,在实验中不需要在光源发射器前面加一凸透镜对光束进行聚焦形成点光源。
在打开电源发射光束之后,将分光板放在与光源同一直线上并目测调整其高度与发射光束的光孔相同。
然后也是按照实验原理图将两个反射镜和光屏放在相应位置。
对两反射镜分别进行粗调,使反射通过分光镜之后的光束打在光屏上。
然后将反射镜进行固定,固定之后再对反射镜进行微调,使两个光斑相交产生干涉条纹图样。
在实验中要十分注意两反射镜必须完全垂直,否则将不能形成等倾干涉。
等厚干涉实验仪器的组装步骤与等倾干涉基本一致。
只是在两反射镜的反射光束时不需要将两反射镜摆放的完全垂直,而是应该有细微的偏斜。
在进行反射镜微调的过程中就可以在光屏上看到等厚和等倾干涉条纹图样。
在测压电晶片的压电系数时,首先需要将压电晶片固定在一反射镜的背面。
由于压电系数K=∆d/∆U,要测压电系数,只要测出通电后电压晶片的伸缩量∆d,而∆d的测量可以利用等倾干涉的实验原理来进行。
先将仪器按照上述等倾干涉的步骤组装,将固定有压电晶片的反射镜组装固定好后,先不对压电晶片通电进行实验。
利用迈克尔逊干涉仪,调整反射镜使光屏上可看到同心圆干涉条纹。
然后再给压电晶片通电,改变压电晶片上的电压,使其由零逐渐上升,干涉条纹便由中心向外不断增加,当条纹中心正好出现N个条纹时,记下此时压电晶片的两端的电压U。
由于光束的波长实验室已经给出,所以可以根据公式求得压电晶片的伸长量为∆d=Nλ/2,从而可求得压电系数k=d/∆U。
五实验心得与体会经过一周的设计性物理实验,我的感触颇多。
以前一直以为,只要理论知识学的好,实践就应该没什么问题。
可是,当真正的实践起来时却发现事实不是那么一回事。
理论知识往往是分块的、比较零散的,可是设计性实验往往需要我们把所学的知识全部综合起来运用。
这往往就考验着我们所学的知识是否掌握的牢固,同时也考验着我们是否能将所学的知识进行联系综合的应用。
还有,团队性的设计实验,往往还考验着我们的组织协调能力。
如果光有个人能力而缺乏团队合作,实验也可能会很难完成。
在迈克耳逊干涉仪实验中,组装调试迈克耳逊干涉仪是一个比较困难的步骤。
由于各元件都是零散的,要组装成完整可以使用的干涉仪,就需要耐心的进行组装调试,并不断对元件进行调节,只有这样才能最终组装成一个可以观察到实验现象的干涉仪。
实验时,在完成等倾干涉和等厚干涉的过程中,我们需要对两反射镜进行严格的调节控制,不然就很难观察到相应的实验现象。
等倾干涉的条件是需要使两反射镜垂直,且S为面光源。
这在实验时就要特别的注意。
而等厚干涉则是需要使两反射镜不完全的垂直,要使得M'2与M1之间存在空气劈尖,只有完全做到了才能产生等厚干涉。
倘若在实验时我们忽略了这些条件,那么就很难在试验中观察到实验现象。
同时,如果我们在实验时有观察不到实验现象的问题发生而却不知道实验的问题出在哪里,这就说明我们的理论知识还学得不够扎实。
此实验最难的部分恐怕还要算测压电晶片的压电系数了。
因为这一部分需要我们自己去进行设计,倘若对实验原理和压电晶片的工作原理不了解的话,我们就会觉得无从下手。
所以在实验之前不仅要对干涉仪的工作原理有了解,还要对压电晶片的工作原理也有所了解。
同时,这样的自主设计性实验还可以让我们发挥自己的创新性。
对我们的创新意识的培养也有很大的益处。
所以,这样的实验可谓是一举两得,对我们来说具有很重要的意义。
通过实验之后,我还了解到一些要特别注意的事情。
因为迈克耳逊干涉仪实验所用的光源是激光,实验时我们要特别注意不要让激光直射入眼睛,否则可能会造成视网膜永久性的伤害。
同时,也不能一直看着激光发出的光,看太久了也会对眼睛造成伤害。
另外,为了保证我们自身的安全,我们绝对不可触及激光器两端的高压电极。
由于迈克耳逊干涉仪是一种精密的光学仪器,所以在做实验时个光学表面要保持清洁,严禁用手触摸。
调整时必须仔细、认真、小心、轻缓,严禁用力过猛,损坏仪器。
其次,在组装光路前要将防振台调水平。
各光学镜片也要轻拿轻放,不能用手触摸镜片,将各光学器件调成等高。
在实验过程中,还应该要保持实验室的安静,动作要轻,不可有大、重动作,不能随意之后走动和对着防振台大声说话。
否则,会影响实验。
整个实验是一个复杂的过程,而且这个实验的仪器很精密,所以在操作的过程中,我们不仅要有耐心,而且还要十分的细心。
经过一周的实验学习,我已基本上学会了如何去自己设计简单的实验。
在这一周的时间里,我深刻的认识到动手实践的重要性,同时也明白了搞科研是一项艰苦的工作。
所以,我们应该在现在的学习过程中就要培养好吃苦耐劳的品质和科学严谨的态度。