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
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、原理和调节方法。
2、观察等倾干涉和等厚干涉条纹，加深对光的干涉现象的理解。
3、测量激光的波长。
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。
其原理是一束光被分光板分成两束，一束经反射镜 M1 反射后沿原路返回，另一束经反射镜 M2 反射后也沿原路返回，两束光在分光板处相遇发生干涉。
当 M1 和 M2 严格垂直时，产生的是等倾干涉条纹。
此时，干涉条纹是一组同心圆环，条纹的形状取决于入射光的波长和两反射镜之间的距离 d。
当 d 增大时，条纹从中心向外“冒出”；当 d 减小时，条纹向中心“缩进”。
当 M1 和 M2 不严格垂直时，产生的是等厚干涉条纹。
此时，干涉条纹是与 M1 和 M2 交线平行的直条纹，条纹的间距与两反射镜之间的夹角以及入射光的波长有关。
三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、HeNe 激光器、扩束镜、观察屏等。
四、实验步骤1、仪器调节调节迈克尔逊干涉仪的底座水平，使仪器稳定。
打开激光器，使激光束大致垂直入射到分光板上，调节反射镜 M1和 M2 背后的三个调节螺钉，使反射回来的两束光在观察屏上重合，此时可以看到圆形的干涉条纹。
仔细调节 M1 和 M2 背后的螺钉，使干涉条纹的圆心位于观察屏的中心。
2、观察等倾干涉条纹缓慢移动 M1 镜，观察干涉条纹的变化，记录条纹“冒出”或“缩进”的个数。
3、观察等厚干涉条纹稍微旋转 M1 镜，使 M1 和 M2 不再严格垂直，观察等厚干涉条纹。
4、测量激光波长先记录 M1 镜的初始位置 d1。
缓慢移动M1 镜，当条纹“冒出”或“缩进”一定数量（如50 个）时，记录 M1 镜的位置 d2。
重复测量多次，计算激光的波长。
五、实验数据与处理1、测量激光波长的数据记录｜测量次数｜ M1 镜初始位置 d1 （mm) ｜ M1 镜最终位置 d2 （mm) ｜条纹变化数 N ｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜ 25321 ｜ 25875 ｜ 50 ｜｜ 2 ｜ 26158 ｜ 26712 ｜ 50 ｜｜ 3 ｜ 27025 ｜ 27580 ｜ 50 ｜2、数据处理根据公式：λ ＝2Δd ／ N，其中λ为激光波长，Δd ＝ d2 d1。
满分大物实验迈克尔逊数据处理
λ/nm602870771821662731743
利用origin进行回归分析，最小二乘法拟合曲线。（数学软件origin直线拟合原理即为最小
二乘法）
??????
计算公式：Δd=
??Nλλ=2
实验过程虽然比较简单但是波长的测量等级达到了纳米级仪器的误差达到了100nm在测量过程中目测条纹变化数目有一定的观测误差特别是在第二个实验中通过一块反射镜来观测条纹会产生较大误差对记录人员也有一定的伤害可以采用一块放大镜方便读数
实验1.氦氖激光的波长测定数据
条纹数n50100150200250300平均值
??
算出其截距52.48909mm斜率-0.000378807mm则He-Ne波长为757.61nm截距的标准差????= 0.00115斜率的标准差????=0.00637763单位（mm）
自由度为5拟合度(Adjust R-square)=0.9983
已知仪器误差Δ仪=100n??????=0.002276645
已知仪器误差Δ仪=100n??????=0.000530346
??
=1.59
??
??Nλλ=2
??
通过对matlab绘图程序，对实验测得的六个点进行最小二乘法数据分析：
经过分析，发现有一组数据发生明显错误，故舍去该组数据进行分析。
算出其截距53.54667mm斜率-0.00030188mm则He-Ne波长为603.8nm
截距的标准差????= 0.000365斜率的标准差????=0.0000078059单位（mm）自由度为2拟合度(Adjust R-square)=0.998
迈克尔逊干涉仪实验数据处理表格
迈克尔逊干涉仪实验数据处理表格迈克尔逊干涉仪是一种用来测量光的相干性的仪器。
它的原理是利用干涉现象来测量光的波长、光速等物理量。
在实验中，我们通常会记录下一系列的实验数据，并对这些数据进行处理和分析。
下面是一个迈克尔逊干涉仪实验数据处理的表格，用于记录和处理实验数据。
在这个表格中，第一列是试验条件，包括入射角度（θ）、反射镜位移（d）和干涉条纹数（n）。
第二列到第五列是具体的实验数据，每一行代表一组实验数据。
接下来，我们可以对这些实验数据进行处理和分析。
首先，我们可以计算出每组实验数据对应的光程差（ΔL），即反射镜位移与干涉条纹数的乘积。
例如，在第一组实验中，ΔL = 0.1mm * 10 = 1mm。
同样地，我们可以计算出每组实验数据对应的波长（λ），即光程差除以干涉条纹数。
例如，在第一组实验中，λ = 1mm / 10 = 0.1mm。
然后，我们可以将所有的波长数据进行平均，得到平均波长（λ_avg）。
例如，在这五组实验中，λ_avg = (0.1mm + 0.2mm + 0.3mm + 0.4mm + 0.5mm) / 5 = 0.3mm。
接着，我们可以利用平均波长来计算光速（c）。
根据光速公式 c = λ_avg * f，其中 f 是光的频率。
假设光的频率为 5 * 10^14 Hz，则光速 c = 0.3mm * 5 * 10^14 Hz = 1.5 * 10^8 m/s。
最后，我们可以计算出每组实验数据对应的入射角度的正弦值（sinθ），即入射角度的正弦值等于反射镜位移除以干涉条纹数乘以波长。
例如，在第一组实验中，sinθ = (0.1mm / 10) * 0.1mm = 0.01。
通过以上的数据处理和分析，我们可以得到一些关于光的物理量的结果，比如平均波长和光速。
这些结果对于理解光的性质和研究光学现象非常有用。
这是一个简单的迈克尔逊干涉仪实验数据处理的表格和分析过程。
当然，在实际的实验中，可能还会有更多的数据和更复杂的处理方法。
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【实验⽬的】⑴了解迈克尔逊⼲涉仪的结构、原理，学习使⽤迈克尔逊⼲涉仪产⽣⼲涉的⽅法。
⑵观察⾮定域等倾⼲涉条纹与定域等厚⼲涉条纹，巩固和加深对⼲涉理论的理解。
⑶测量 He—Ne 激光波长λ，并⽤逐差法处理数据。
⑷侧量钠光的相⼲长度 L （选做）。
【实验仪器】迈克尔逊⼲涉仪、 He—Ne、激光器、扩束镜、光栏（选做：钠光灯、⽩光光源、⽑玻璃）等。
（迈克尔逊⼲涉仪的结构与光路介绍见附页。
）1.结构迈克尔逊⼲涉仪的结构如图 7—20 所⽰，M1( 6）和M2（7）是两个精磨的平⾯反射镜。
峡固定在座上．背⾯的 3 个螺丝和在它下⾯的 2 个互相垂直的螺丝可⽤来精确地调节从镜的倾斜度。
镜可沿导轨移动，它由⼀套精密齿轮来调节。
M1卡在螺距为1mm 的丝杆上，丝杆由⼀个100分格的粗调⼿轮带动，因此，⼿轮每转⼀格，M1前进或后退1/100 mm（这是粗调部分）；粗调⼿轮右侧有⼀个微调⼩⿎轮，微调⼩⿎轮也是100分格的，微调⼩⿎轮每转l圈．粗调⼿轮前进l格，M1前进或后退1/10 000mm（这是微调部分），这样，最⼩读数可估读到10-5mm 。
G1（10）,G2（9）是两块折射率和厚度都相同的平⾯玻璃板，在仪器上平⾏放置，与M1和M2约成45度⾓，分别称为分光板和补偿板。
G1的⼀⾯镀有银或铝．形成半反射⾯。
2光路其光路如图7—21所⽰，从光源S来的光在G1的半反射⾯H上被分成反射光束1和透射光束l，两束光的强度近似相等。
光束l射向平⾯镜M1反射折回通过G1；光束2通过G2：射⾄G1，的半反射⾯ H 处再次反射。
最后这两束相⼲光在空间相遇产⽣⼲涉。
⽤屏E和通过望远镜等可以观察到它们的⼲涉条纹。
补偿板G2是为了消除光束1和光束2的光程不对称⽽设置的。
如果没有 G2从分光处起，光束1通过玻璃板1次，⽽光束1没有通过玻璃板；加上G2后，光束2也就通过玻璃板2次。
因⽽，光束2在光程L得到补偿，从⽽避免了因光路不对称⽽产⽣的附加光程差。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告一、实验题目：迈克尔逊干涉仪二、实验目的：1. 了解迈克尔逊干涉仪的结构、原理和调节方法；2. 观察等倾干涉、等厚干涉现象；3. 利用迈克尔逊干涉仪测量He-Ne激光器的波长；三、实验仪器：迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、扩束镜、观察屏、小孔光阑四、实验原理（原理图、公式推导和文字说明）：在图M2′是镜子M2经A面反射所成的虚像。
调整好的迈克尔逊干涉仪，在标准状态下M1、M2′互相平行，设其间距为d.。
用凸透镜会聚后的点光源S是一个很强的单色光源，其光线经M1、M2反射后的光束等效于两个虚光源S1、S2′发出的相干光束，而S1、S2′的间距为M1、M2′的间距的两倍，即2d。
虚光源S 1、S2′发出的球面波将在它们相遇的空间处处相干，呈现非定域干涉现象，其通常将观察屏F 安放在垂直于S 1、S 2′的连线方位，屏至S 2′的距离为R ，屏上干涉花纹为一组同心的圆环，圆心为O 。
设S 1、S 2′至观察屏上一点P 的光程差为δ，则)1/)(41()2(222222222-+++⨯+=+-++=r R d Rd r R r R r d R δ （1）一般情况下d R >>，则利用二项式定理并忽略d 的高次项，于是有⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++⨯+=)(12)(816)(2)(4222222222222222r R R dr r R dR r R d R r R d Rd r R δ （2）所以)sin 1(cos 22θθδRdd += （3） 由式(3)可知：1. 0=θ，此时光程差最大，d 2=δ，即圆心所对应的干涉级最高。
旋转微调鼓轮使M 1移动，若使d 增加时，可以看到圆环一个个地从中心冒出，而后往外扩；若使d 减小时，圆环逐渐收缩，最后消失在中心处。
每“冒出”(或“消失”)一个圆环，相当于S 1、S 2′的距离变化了一个波长λ大小。
如若“冒出”(或“消失”)的圆环数目为N ，则相应的M 1镜将移动Δd ，显然：N d /2∆=λ （4）从仪器上读出Δd 并数出相应的N ，光波波长即能通过式(4)计算出来。
迈克尔逊干涉仪实验报告数据处理
竭诚为您提供优质文档/双击可除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。
麦克尔逊干涉仪数据处理
1姓名：吴孟杰学号：0120914430215 班级：光信科0902班麦克尔逊干涉仪数据处理一．测量激光波长数据处理过程：注：理论上钠黄光的平均波长为λ=632.8nm二．测空气的折射率实验数据的处理过程：平均波长λ=λ1+λ2+λ3+λ44×2=0.03206+0.03189+0.03189+0.031924=638.8 nm波长测量误差W=测− 理 理=0.006388−0.0063280.006328×100%=0.87%Δd 的平均值Δd =3.206+3.188+3.189+3.1924=3.194 mm钠黄光的波长差Δλ=λ 22×Δd=0.00638822×3.194=6.4 m空气折射率的测定 1=1+Nλ2l ×pΔp =1+3.5×632.8×10−62×80×10132510K =1.00014空气折射率的测定 2=1+Nλ2l ×pΔp =1+3.5×632.8×10−62×80×10132515K =1.00009 空气折射率的测定 3=1+Nλ2l ×pΔp =1+3.5×632.8×10−62×80×10132520K =1.00007 空气折射率的测定 4=1+Nλ2l×pΔp=1+3.5×632.8×10−62×80×10132525K=1.000062三．实验总结本次试验主要是应用干涉原理来测量了钠黄光的激光波长，并且测定了空气的折射率，在试验中进一步加深了对光的干涉原理有了认识，对于光形成干涉时光程差与波长的关系有了深刻认识，当是亮纹时必须时，光程差是波长的整数倍，当是暗纹时光程差是波长的（n+0.5）倍。
同时，实验测得的数据误差较小，实验中观察到了实验所要求的现象，因而实验取得了成功。
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，探究干涉现象并测量光的波长。
实验仪器：
迈克尔逊干涉仪、白光源、准直透镜、半反射镜、平面镜、测微器等。
实验步骤：
1. 将白光源通过准直透镜射入干涉仪中，使其成为平行光。
2. 在干涉仪中，利用半反射镜和平面镜使光线分为两束，分别经过不同路径后再次合成。
3. 调整干涉仪的镜面使两束光相遇，观察干涉条纹的形成。
4. 通过测微器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，我们成功观察到了明显的干涉条纹，并且利用测微器测量得出了光的波长为XXX。
实验分析：
在实验过程中，我们发现干涉条纹的间距与光的波长有直接关系，这符合干涉现象的基本原理。
通过实验数据的分析，我们得出了较为准确的光波长数据，验证了迈克尔逊干涉仪的有效性和准确性。
实验结论：
通过本次实验，我们成功使用迈克尔逊干涉仪观察到了干涉现象，并测量得出了光的波长。
实验结果与理论预期基本吻合，实验达到了预期的目的。
存在问题及改进：
在实验过程中，我们发现了一些操作上的不足之处，例如在调
整干涉仪镜面时需要更加细致和耐心。
在以后的实验中，我们需要加强对仪器操作的细节和技巧的掌握，以提高实验的准确性和可靠性。
自查报告编写人，XXX。
日期，XXXX年XX月XX日。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
1．迈克尔逊干涉仪 图 1 是迈克尔逊干涉仪实物图。图 2 是迈克尔逊干涉仪的光路示意图，图中 M１和 M２是在相 互垂直的两臂上放置的两个平面反射镜，其中 M１是固定的；M２由精密丝杆控制，可沿臂轴前、 后移动，移动的距离由刻度转盘(由粗读和细读 2 组刻度盘组合而成)读出。在两臂轴线相交处，有 一与两轴成 45°角的平行平面玻璃板 G１，它的第二个平面上镀有半透（半反射）的银膜，以便将 入射光分成振幅接近相等的反射光⑴和透射光⑵，故 G１又称 为分光板。G２也是平行平面玻璃板，与 G１平行放置，厚度和 折射率均与 G１相同。由于它补偿了光线⑴和⑵因穿越 G１次数 不同而产生的光程差，故称为补偿板。 从扩展光源 S 射来的光在 G１处分成两部分，反射光⑴经 G１反射后向着 M２前进，透射光⑵透过 G１向着 M１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。 由 M１反射回来的光波在分光板 G１的第二面上反射时，如 同平面镜反射一样，使 M１在 M２附近形成 M１的虚像 M１′，因
实验步骤
1．观察扩展光源的等倾干涉条纹并测波长 ①点燃钠光灯，使之与分光板 G１等高并且位于沿分光板和 M１镜的中心线上，转动粗调手轮， 使 M１镜距分光板 G１的中心与 M１镜距分光板 G１的中心大致相等(拖板上的标志线在主尺 32 cm 位 置)。 ②在光源与分光板 G１之间插入针孔板，用眼睛透过 G１直视 M２镜，可看到 2 组针孔像。细心 调节 M１镜后面的 3 个调节螺钉，使 2 组针孔像重合，如果难以重合，可略微调节一下 M２镜后 的 3 个螺钉。当 2 组针孔像完全重合时，就可去掉针孔板，换上毛玻璃，将看到有明暗相间的干 涉圆环，若干涉环模糊，可轻轻转动粗调手轮，使 M２镜移动一下位置，干涉环就会出现。 ③再仔细调节 M１镜的 2 个拉簧螺丝，直到把干涉环中心调到视场中央，并且使干涉环中心随 观察者的眼睛左右、上下移动而移动，但干涉环不发生“涌出”或“陷入”现象，这时观察到的干涉条 纹才是严格的等倾干涉。 ④测钠光 D 双线的平均波长 。先调仪器零点，方法是：将微调手轮沿某一方向(如顺时针方 向)旋至零，同时注意观察读数窗刻度轮旋转方向；保持刻度轮旋向不变，转动粗调手轮，让读数 窗口基准线对准某一刻度，使读数窗中的刻度轮与微调手轮的刻度轮相互配合。 ⑤始终沿原调零方向，细心转动微调手轮，观察并记录每“涌出”或“陷入”50 个干涉环时，M１ 镜位置，连续记录 6 次。 ⑥根据式(5-8)，用逐差法求出钠光 D 双线的平均波长，并与标准值进行比较。 2．观察等厚干涉和白光干涉条纹 ①在等倾干涉基础上，移动 M２镜，使干涉环由细密变粗疏，直到整个视场条纹变成等轴双曲 线形状时，说明 M２与 M１′接近重合。细心调节水平式垂直拉簧螺丝，使 M２与 M１′有一很小夹角， 视场中便出现等厚干涉条纹，观察和记录条纹的形状、特点。 ②用白炽灯照明毛玻璃(钠光灯不熄灭)，细心缓慢地旋转微动手轮，M２与 M１′达到“零程”时， 在 M２与 M１′的交线附近就会出现彩色条纹。此时可挡住钠光，再极小心地旋转微调手轮找到中央 条纹，记录观察到的条纹形状和颜色分布。 3．测定钠光 D 双线的波长差 ①以钠光为光源调出等倾干涉条纹。 ②移动 M２镜，使视场中心的视见度最小，记录 M２镜的位置；沿原方向继续移动 M２镜，使 视场中心的视见度由最小到最大直至又为最小，再记录 M２镜位置，连续测出 6 个视见度最小时 M
迈克尔逊干涉仪实验报告网络资料整理版包含实验数据
《基础物理》实验报告
学院：专业：年月日
/mm
根据公式代入数据计算得波长为
六、实验结果分析（实验现象分析、实验中存在问题的讨论）
实验测得的氦氖激光器发出激光的波长为
差。
分析误差的产生原因可能是：
）调节M1的位置时，由于干涉条纹总有闪动，导致调节时无法确定某个条纹是否是一个完整的周期；
）此外，当调节时转动一定角度后手要暂时离开旋钮此时条纹有变化导致这一条纹的测量值不准确也会造成误差；
）此外螺距误差的消除上也可能存在误差；
）计数起始时的干涉条纹形状和计数结束时的干涉条纹的形状不能对应，导致数出。
迈克尔实验报告
一、实验目的1. 了解迈克尔逊干涉仪的原理及结构；2. 掌握迈克尔逊干涉仪的调整方法；3. 观察等倾干涉、等厚干涉现象；4. 测量氦氖激光的波长。
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以实现干涉的光学仪器。
其基本原理是：从光源发出的一束光，在分束镜上被分成互相垂直的两束光，一束光经过反射镜反射后，再次通过分束镜，另一束光经过补偿板后，同样经过反射镜反射，两束光在分束镜处相遇，产生干涉现象。
等倾干涉：当入射光束与反射镜的夹角相等时，两束光在分束镜处相遇，形成等倾干涉条纹。
等厚干涉：当入射光束与反射镜的夹角不相等时，两束光在分束镜处相遇，形成等厚干涉条纹。
三、实验仪器1. 迈克尔逊干涉仪2. 氦氖激光器3. 毛玻璃屏4. 刻度尺四、实验步骤1. 将迈克尔逊干涉仪安装在实验台上，调整其水平。
2. 打开氦氖激光器，调整其输出光束，使其与迈克尔逊干涉仪的光路对齐。
3. 观察等倾干涉现象，记录干涉条纹的位置。
4. 观察等厚干涉现象，记录干涉条纹的位置。
5. 利用干涉条纹的位置，测量氦氖激光的波长。
五、实验数据及处理1. 等倾干涉条纹：观察到的干涉条纹为明暗相间的等倾干涉条纹，条纹间距为d。
2. 等厚干涉条纹：观察到的干涉条纹为明暗相间的等厚干涉条纹，条纹间距为D。
根据干涉条纹间距，可以计算出氦氖激光的波长：λ = (m + 1/2)d / n其中，m为干涉条纹的级数，d为等倾干涉条纹间距，n为光在空气中的折射率。
六、实验结果与分析1. 通过观察等倾干涉现象，可以了解到迈克尔逊干涉仪的基本原理和结构。
2. 通过观察等厚干涉现象，可以了解到干涉条纹的形成条件和特点。
3. 通过测量氦氖激光的波长，可以验证迈克尔逊干涉仪的测量精度。
七、实验总结本次实验，我们成功观察到了等倾干涉和等厚干涉现象，并测量了氦氖激光的波长。
通过实验，我们掌握了迈克尔逊干涉仪的原理、结构和调整方法，提高了我们的实验技能和动手能力。
实验30 用迈克尔逊数据处理
d↑ d↓
吐 吞
（2）测量激光的波长：
表 30—2 测量激光的波长
∆ 仪 = 0.0001mm
λ 理 = 6.328 × 10 −7 m
条纹的吞吐数 N1 d i (mm) 条纹的吞吐数 N2 d i +5 (mm) Δ N = N 2- N 1
∆d i = d i +5 − d i 5
0
50
100
150
200
46.17308 46.18909 46.20511 46.22100 46.23691 250 300 350 400 450
46.25270 46.26853 46.28450 46.30041 46.31648 250 250 250 250 250
∆d
0.015924 0.015888 0.015878 0.015882 0.015914
× 100% =
(6.328 − 6.359) × 10 −7 6.328 × 10 − 7
×100% =0.49%
B=
λ理 − λ λ理
104476400.doc2
迈克尔逊莫雷实验迈克尔逊实验迈克尔逊干涉仪实验迈克尔逊干涉仪误差迈克尔逊干涉迈克尔逊干涉仪迈克尔逊迈克尔逊干涉仪原理迈克尔逊干涉仪应用迈克尔逊测波长
数据处理
实验 30
用迈克尔逊干涉仪测量激光波长
数据记录及数据处理
（1）记录等倾干涉条纹的变化规律:
表 30—1 等倾干涉条纹变化规律 吞/吐 疏/密 密 疏 粗/细 细 粗
104476400.doc1
数据处理
∑ (∆d i − ∆d ) = S ∆d =
2
n(n − 1)
迈克尔逊干涉实验报告
φ M 1 d L 2d S 1’ S 2’ G S M 1’ M 2 R E PS’ 迈克尔逊干涉实验39042122 吴淼摘要：迈克尔逊干涉仪是一个经典迈克尔逊和莫雷设计制造出来的精密光学仪器，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，认识电光源非定域干涉条纹的形成与特点，部分从并利用干涉条纹的变化测定光源的波长。
实验原理：(1)迈克尔逊干涉仪的光路迈克尔逊干涉仪的光路图如图（一）所示。
从光源S 发出的一束光摄在分束板G1上，将光束分为两部分：一部分从G1半反射膜处反射，射向平面镜M2；另一部分从G1透射，射向平面镜M1。
因G1和全反射平面镜M1、M2均成45°角，所以两束光均垂直射到M1、M2上。
从M2反射回来的光，透过半反射膜；从M2反射回来的光，为半反射膜反射。
二者汇集成一束光，在E 处即可观察到干涉条纹。
光路中另一平行平板G2与G1平行，其材料厚度与G1完全相同，以补偿两束光的光程差，称为补偿板。
在光路中，M1’是M1被G1半反射膜反射所形成的虚像，两束相干光相当于从M1’和M2反射而来，迈克尔逊干涉仪产生的干涉条纹如同M2和M1’之间的空气膜所产生的干涉条纹一样。
（2）单色电光源的非定域干涉条纹M2平行M1’且相距为d ，S 发出的光对M2来说，如S’发出的光，而对于E 处的观察者来说，S’如位于S2’一样。
又由于半反射膜G 的作用，M1如同处于S1’的位置，所以E处观察到的干涉条纹，犹如S1’、S2’发出的球面波，它们在空间处处相干，把观察屏放在E 空间不同位置，都可以看图（一） 迈克尔孙干涉仪光路到干涉花纹，因此这一干涉为非定域干涉。
如果把观察屏放在垂直于S1’、S2’的位置上，则可以看到一组同心圆，而圆心就是S1’,、S2’的连线与屏的交点E 。
设E 处（ES2’=L ）的观察屏上，离中心E 点远处某一点P ，EP 的距离为R ，则两束光的光程差为2222)2(R L R d L L +-++=∆L>>d 时，展开上式并略去d ²/L ²，则有ϕcos 2/222d R L Ld L =+=∆式中φ是圆形干涉条纹的倾角。
实验七迈克尔逊干涉仪的调节与使用实验报告
实验七：迈克尔逊干涉仪的调节与使用［实验目的］1.了解迈克尔逊干涉仪的结构、原理及调节和使用方法。
2.测量单色光He-Ne 激光的波长。
［实验仪器］迈克尔逊干涉仪 H ｅ－Ｎｅ激光器 扩束镜［实验原理］光程差为第k 级条纹对应的入射角应满足条件⎪⎩⎪⎨⎧+±=暗纹亮纹 2)12( cos 2λλθk k d k (k = 0,1,2,…) ［实验内容］1.迈克尔逊干涉仪的调整(1)先调底脚螺钉使导轨水平，再调M 1使处于主尺30mm-35mm 处,使M 1与M 2到G 1的距离大致相等。
(2)点亮He-Ne 激光器，调节其高度及位置，使光束通过G 1经M 1、M 2反射后落到光屏E 上，呈现两组分立的光斑。
调节M 1和M 2镜的螺钉，改变M 1、M 2的方位，使屏上两组光斑对立重合(主要是最亮两点重合)。
这样M 1′与M 2就大致平行，在视场中就可见到干涉条纹。
2.测定He-Ne 激光波长(1)按前步骤，将扩束后激光束按图2的方向照射到分束板G 1上 ，这时可看到干涉条纹。
(2)仔细调节水平和垂直的拉簧螺钉，使干涉条纹呈圆环状。
(3)沿同一方向转动微调手轮，，沿原方向调至零，再调粗调手轮。
(4)测量时选择能见度较好、中心为亮斑或暗斑的干涉花样，调节微调手轮，当有圆形条纹冒出或湮没几个条纹时记下M 1镜的初始位置读数1d ，继续沿原方向转动微调手轮，调节50个条纹记一次读数2d ，重复此动作，测得7组数据，求得λ。
［实验数据处理］表1 迈克尔逊干涉仪测量数据 测量结果：λ= 7∑i λ= 637.1 nmλ标=632.8nm E r =｜λ-λ标｜/λ标×100%= 0.7% 测量次数 1 2 3 4 5 6 7 反射镜位置d 1/mm32.26534 31.51226 32.28118 31.54327 30.76345 33.34238 33.56278 反射镜位置d 2/mm32.28136 31.52825 32.29682 31.55939 30.77937 33.35824 33.57876 间距21d d d ∆=- mm0.01602 0.01599 0.01564 0.01612 0.01592 0.01586 0.01598nm 640.8 639.6 624.0 644.8 636.8 634.4 639.2实验分析1.实验结果与激光的标准波长很接近，此仪器的精度很高，测量误差很小。
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。
2.8、在根据干涉条纹视见度周期变化的规律测定钠双线波长差的方法中，你是如何理解视见度的变化规律？答：因为双波长产生明暗条纹的位置有一定的差异，当双波长的明条纹正好重合时，此时的视见度最大。
而当一波长的明条纹与另一波长的暗条纹重合，此时的视见度最小。
所以视见度是周期变化的。
2.9、试总结迈克尔逊尔涉仪的调整要点及规律．答：调整要点：1、粗调时，尽量使两像点重合在一起，为后面的细调节省时间。
2、细调时，朝吞吐减少的方向调，需耐心及细心。
3、鼓轮测量前须调零，且朝同一方向调节，以免产生空回误差。
4、做白光干涉实验，调粗调鼓轮，使干涉条件不断地在吞，此时即为向零光程位置调节。
2.10、在观测等倾干涉条纹，使M1与M2逐渐接近时，干涉条纹将越来越疏，试描述并说明在零光程处所观察到的现象．答：零光程处，两反射镜产生的光学腔重合。
此时相当于一个反射镜，不会产生干涉条纹。
观察到的现象应为一片明亮。
篇二：“迈克尔逊干涉仪”实验报告“迈克尔逊干涉仪”实验报告【引言】迈克尔逊干涉仪是美国物理学家迈克尔逊(A.A.Michelson)发明的。
1887年迈克尔逊和莫雷(Morley)否定了“以太”的存在，为爱因斯坦的狭义相对论提供了实验依据。
迈克尔逊用镉红光波长作为干涉仪光源来测量标准米尺的长度，建立了以光波长为基准的绝对长度标准，即1m=1 553 164．13个镉红线的波长。
在光谱学方面，迈克尔逊发现了氢光谱的精细结构以及水银和铊光谱的超精细结构，这一发现在现代原子理论中起了重大作用。
迈克尔逊还用该干涉仪测量出太阳系以外星球的大小。
因创造精密的光学仪器，和用以进行光谱学和度量学的研究，并精密测出光速，迈克尔逊于1907年获得了诺贝尔物理学奖。
【实验目的】（1）了解迈克尔逊干涉仪的原理和调整方法。
（2）测量光波的波长和钠双线波长差。
【实验仪器】迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、钠光灯、扩束镜【实验原理】1.迈克尔逊干涉仪结构原理图1是迈克尔逊干涉仪光路图，点光源S发出的光射在分光镜G1，G1右表面镀有半透半反射膜，使入射光分成强度相等的两束。
反射光和透射光分别垂直入射到全反射镜M1和M2，它们经反射后再回到G1的半透半反射膜处，再分别经过透射和反射后，来到观察区域E。
如到达E处的两束光满足相干条件，可发生干涉现象。
G2为补偿扳，它与G1为相同材料，有相同的厚度，且平行安装，目的是要使参加干涉的两光束经过玻璃板的次数相等，波阵面不会发生横向平移。
M1为可动全反射镜，背部有三个粗调螺丝。
M2为固定全反射镜，背部有三个粗调螺丝，侧面和下面有两个微调螺丝。
2.可动全反镜移动及读数可动全反镜在导轨上可由粗动手轮和微动手轮的转动而前后移动。
可动全反镜位置的读数为：××.□□△△△ (mm)（1）××在mm刻度尺上读出。
（2）粗动手轮：每转一圈可动全反镜移动1mm，读数窗口内刻度盘转动一圈共100个小格，每小格为0.01mm，□□由读数窗口内刻度盘读出。
（3）微动手轮：每转一圈读数窗口内刻度盘转动一格，即可动全反镜移动0.01mm，微动手轮有100格，每格0.0001mm，还可估读下一位。
△△△由微动手轮上刻度读出。
注意螺距差的影响。
3.He-Ne激光器激光波长测试原理及方法光程差为： ??2dcos????2dcos???k?(明纹)???(2k?1)?2(暗纹) 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（或圆锥角），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M1与M2’之间距离变化了半个波长。
若将M1与M2’之间距离改变了△d时，观察到N个干涉环变化，则?d?N??2或??2?dN由此可测单色光的波长。
4.钠双线波长差的测量原理和测量方法从条纹最清晰到条纹消失由于M1移动所附加的光程差：Lm?k?2?(k?1 2)?钠双线波长差:???22LmLm是视场中的条纹连续出现两次反衬度最低时M1所移动的距离。
【实验内容】1.测He-Ne激光的波长(1)激光直接照射到分光板中部，调整调节螺丝使观察屏上的最大最亮的2个反射点严格重合。
(2)放入扩束镜,使光斑均匀地射到分光板上，调节拉簧螺丝，使屏上出现的圆环的圆心移动到观察屏中央。
(3)调节微调鼓轮向一个方向转动几圈，当看到观察屏上有条纹吞吐了,记录M1的初试位置d1。
(4)继续转动微调鼓轮，每吞吐50个条纹记录一次M1的位置, 连续记录8组数据。
2.测钠光的双线波长差(1)点亮钠光灯，使光源与分光板等高并且位于分光板和M2镜的中心连线的延长线上。
转动粗调手轮，使M1和M2至G1的距离大致相等。
(2)取下并轻轻放置好观察屏，直接用眼睛观察。
仔细调节M2后面或下方的调节螺丝，应能看到钠光的等倾条纹。
(3)转动粗调手轮，找到条纹变模糊位置，调好标尺零点。
用微调手轮继续缓缓移动M1，同时仔细观察至条纹反衬度最低时记下M1的位置。
随着光程差的不断变化，按顺序记录六次条纹反衬度最低时M1的位置读数。
相邻两次读数差等于Lm的值。
1.测He-Ne激光的波长??公＝6328A ，E??公?公6563－6328?100％＝?100％?3.7％。
63282.测钠光的双线波长差?5893A ，??Lm1??Lm2??Lm30.86860+0.87229+0.92157-3-36 m?=?10m =0.29580?10m=2.9580?10A??58932????A?5.87A 。
62m2?2.9580?102??0?5.97A ，?E???－??0??0?100％＝5.87－5.975.97?100％?1.7％。
1、迈克尔逊干涉仪是精密仪器，在旋转调整螺丝和手轮时手要轻，动作要稳。
切勿用手触摸镜片。
2、调测微尺零点方法：先将微调鼓轮沿某一方向（按读数的增或减）旋转至零线，然后以同方向转动粗调鼓轮对齐读数窗口中某一刻度，以后测量时使用微调鼓轮须向同一方向旋转。
3、微调鼓轮有方向空程，实验中如果中途反向转动，则须重新调整零点。
4、用激光束调节仪器时，应防止激光束射入眼睛，使视网膜受伤。
【预习思考题】（1）说明迈克尔逊干涉仪各光学元件的作用，并简要叙述调出等倾干涉条纹的方法及注意事项。
答：在迈克尔逊干涉仪光路图中，分光板G1将光线分成反射与透射两束；补偿板G2 使两束光通过玻璃板的光程相等；定镜M２和动镜M１分别反射透射光束和反射光束；凸透镜将激光汇聚扩束。
/要获得等倾干涉条纹花样，就必须使M１和M2 （M2 的虚像）相互平行，即M１和M2 相互垂直。
另外还要有较强而均匀的入射光。
调节的主要程序是：①用水准器调节迈氏仪水平；目测调节激光管（本实验室采用激光光源）中心轴线，凸透镜中心及分束镜中心三者的连线大致垂直于定镜M２。
②开启激光电源，用纸片挡住M１，调节M２背面的三个螺钉，使反射光点中最亮的一点返/回发射孔；再用同样的方法，使M１反射的最亮光点返回发射孔，此时M１和M2 基本互相平行。
③微调M２的互相垂直的两个拉簧，改变M２的取向，直到出现圆形干涉条纹，此时可以认/为M１与M２已经平行了。
同方向旋动大、小鼓轮，就可以观察到非定域的等倾干涉环纹的“冒”或“缩”。
注意事项：①迈克尔逊干涉仪是精密仪器，在旋转调整螺丝和手轮时手要轻，动作要稳。
切勿用手触摸镜片。
②调测微尺零点方法：先将微调鼓轮沿某一方向（按读数的增或减）旋转至零线，然后以同方向转动粗调鼓轮对齐读数窗口中某一刻度，以后测量时使用微调鼓轮须向同一方向旋转。
③微调鼓轮有方向空程，实验中如果中途反向转动，则须重新调整零点。
④用激光束调节仪器时，应防止激光束射入眼睛，使视网膜受伤。
（2）如何利用干涉条纹的“冒出”和“缩进”现象，测定单色光的波长？答：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’12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，12则篇三：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。