《用迈克尔逊干涉仪测量玻璃折射率》
《用迈克尔逊干涉仪测量玻璃折射率》
用迈克尔逊干涉仪测量玻璃折射率概述在物理实验中，测量不同介质的折射率是一项基础且常见的实验任务。
而在本次实验中，我们将使用迈克尔逊干涉仪测量玻璃的折射率。
迈克尔逊干涉仪是通过将波源光线分为两束并引入两个不同的光程，使得两束光线再次重合形成干涉条纹的干涉仪。
实验步骤1. 实验仪器本实验需要的仪器包括：•迈克尔逊干涉仪•钠光灯•单色仪•玻璃片•三角架•双目镜2. 原理说明在迈克尔逊干涉仪中，将钠光源通过单色仪使其成为单色光，并引入到二阶干涉切块器中，切块器将单色光分成两束通过两个光路产生不同的光程，光程差大到一定的程度，就发生干涉现象。
引入玻璃片后，会对不同波长的光线产生不同的相位差，从而导致干涉条纹的变化。
通过调整干涉仪中的镜片，可以观察到干涉条纹的变化，从而计算出玻璃的折射率。
3. 实验操作步骤1.在实验室中将迈克尔逊干涉仪放置在三角架上，并将钠光灯放置在光源座上，开启钠光灯，后调整单色仪的角度，使得光线呈现出单色性质，即可看见钠光波长（589.3nm）的光线。
2.调整迈克尔逊干涉仪的各个镜片，使得反射的光线分别照射到两块干涉切块器的入口处，并将反射光线中的一束径线调整向墙上的白色纸板。
3.记录下光程差的初始值。
4.在其中一条路程上插入玻璃片，即可看到干涉条纹的变化，分别在不加玻璃片和加上玻璃片两种情况下测量光程差，计算得到玻璃的折射率。
4. 实验注意事项1.实验过程中要注意保持实验环境的稳定性，避免外界因素干扰实验结果。
2.在调整迈克尔逊干涉仪时，要注意准确调整各个镜片的位置，保证光线的正常传输。
3.测量时，需要多次重复实验以保证结果的精度和可靠性。
结束语通过以上操作步骤，就可以使用迈克尔逊干涉仪来测量玻璃的折射率。
实验过程中，可能会遇到一些问题，但通过不断尝试和调整，一定可以得出准确且可靠的实验结果。
用迈克尔逊干涉仪测定透明介质的折射率
用迈克尔逊干涉仪测定透明介质的折射率物理与电信工程学院物理学二班李智鹏（20082301134） 林晓青 周丹斐 赖燕仪【摘要】：迈克逊尔干涉仪，作为近代精密测量光学仪器之一，被广泛用于科学研究和检测技术等领域。
利用迈克耳逊干涉仪，能以极高的精度测量长度的微小变化及其与此相关的物理量。
本文就通过利用等倾干涉法成功测定了透明玻璃的折射率。
实验证明，这种方法是有效而且方便的，由于迈克尔逊干涉仪的特性，该实验比其他方法测定玻璃的折射率更加简便。
【关键词】：迈克尔逊干涉仪 等倾干涉法 折射率Abstract ：Michelson Interferometer is widely used scientific research and testing technology as one of the Precision measuring optical instruments. The main idea of this paper is to measure the Refractive index of Transparent Glass, and to give an interesting asymptotic formula for it. Key words: Michelson Interferometer Refractive index Pour interfering method【正文】： 1、 实验装置1.1实验仪器：迈克逊尔干涉仪、薄玻璃片、螺旋测微器1.2迈克尔孙干涉仪的调整迈克尔孙干涉仪是一种精密、贵重的光学测量仪器，因此必须在熟读讲义，弄清结构，弄懂操作要点后，才能动手调节、使用。
（1）对照讲义，眼看实物弄清本仪器的结构原理和各个旋钮的作用。
（2）水平调节：调节底脚螺丝6（见图5，最好用水准仪放在迈克尔孙干涉仪平台上）。
（3）读数系统调节：① 粗调：将“手柄”转向下面“开”的部位（使微动蜗轮与主轴蜗杆离开），顺时针（或反时针）转动手轮1，使主尺（标尺）刻度指标于30mm 左右（因为M 2镜至G 1的距离大约是32mm 左右，这样便于以后观察等厚干涉条纹用）。
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英文回答：Introduction。
The Michelson interferometer is a device that uses interference to measure distances, refractive indices, and other optical properties of materials. It was invented by Albert A. Michelson in 1881, and it has since become one of the most important tools in optics.Principle of Operation。
The Michelson interferometer operates on the principle of interference. When two waves of light with the same wavelength are superimposed, they will interfere with each other, producing a pattern of bright and dark bands. The spacing of these bands is determined by the wavelength of the light and the angle between the two waves.In a Michelson interferometer, light from a single source is split into two beams by a beam splitter. The two beams are then reflected by mirrors and recombined at the beam splitter. The path length of one of the beams is varied by moving one of the mirrors. This causes the interference pattern to shift, and the amount of shift can be used to measure the distance moved by the mirror.Applications。
迈克尔逊干涉仪测玻璃折射率
用迈克尔逊干涉仪测透明玻璃片折射率总体设计方案思路本实验用迈克尔逊干涉仪，利用等厚干涉图样和已知玻璃片厚度用间接法测出玻璃的折射率。
实验目的1．掌握迈克尔逊干涉仪的工作原理和结构，学会它的调整方法和技巧；2．学会用迈克尔逊干涉仪测透明玻璃片折射率。
实验仪器迈克尔逊干涉仪、NeHe 激光器、汞光灯、白光光源、毛玻璃、扩束镜、千分尺等。
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1所示。
从光源S发出的一束光，在分束镜A的半反射面M上被分成光强近似相等的反射光束1和透射光束2。
反射光束1射出A后投向反射镜2M，反射回来再穿过A；光束2经过补偿板B投向反射镜1M，反射回来再通过B，在半反射面M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B的材料和厚度都和分束镜A相同，并且与分束镜A平行放置，其作用是为了补偿反射光束1因在A中往返两次所多走的光程，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S1M 图1 迈克尔逊干涉仪光路图如图2所示（图中没有绘出补偿板B ），观察者自O 点向2M 镜看去，除直接看到2M 镜外，还可以看到1M 镜经分束镜A 的半反射面M 反射的像1M '。
这样，在观察者看来，两相干光束好象是由同一束光分别经1M '和2M 反射而来的。
因此从光学上来说，迈克尔逊干涉仪所产生的干涉花样与1M '、2M 间的空气层所产生的干涉是一样的，在讨论干涉条纹的形成时，只要考虑1M '、2M 两个面和它们之间的空气层就可以了。
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1M '、2M 和观察屏的相对配置来决定的。
(2) 等倾干涉图样的形成与单色光波长的测量当1M 镜垂直于2M 镜时，1M '与2M 相互平行，相距为d 。
迈克尔逊干涉测玻璃折射率实验
用迈克尔逊干涉仪测玻璃折射率上课时间:周五三、四节10应用物理一班：王宝国(I１069011５) 张科鹏(Ｉ0690122）指导老师：李小云摘要：迈克尔逊干涉仪是美国物理学家迈克尔逊和穆雷合作设计制作出来的光学仪器。
迈克尔逊干涉仪使用分振幅法产生双光束以实现干涉的仪器。
利用迈克尔逊干涉仪我们可以测定某一光波的波长,同样，利用迈克尔逊干涉仪,利用光的等厚干涉现象，可以测定某一已知厚度的普通透明物质(玻璃,水等）的折射率。
本次实验，就是利用迈克尔逊干涉仪,和光的等候干涉知识,来测定一玻璃片的折射率。
关键词:迈克尔逊干涉仪玻璃折射率等厚干涉实验理论简介对于测定某一透明物质的折射率,我们可以利用光的偏振，观测布儒斯特角的方法等。
而迈克尔逊干涉仪，在大学物理实验中的主要作用是用来测某一给定光波的波长,主要使用到光的等倾干涉。
在等倾干涉的基础上利用迈克尔逊干涉仪也可以观察到光的等厚干涉现象。
等厚干涉时，所分的两束光的光程差为0。
而在其中一条光路上加一透明介质（玻璃,琥珀等)使这个位置上光的折射率改变,从而改变光程,就会引起光程差的改变。
利用这个可以侧该透明介质的折射率。
设计思路利用这一原理，调节迈克尔逊干涉仪的活动镜,使其发生等厚干涉。
此时若我们在活动镜与分束板之间平行于活动镜放置一块厚度均匀的玻璃，则因为玻璃的折射率，该光束的光程发生改变,使两束光的光程差后有所变化,不再为0。
此时再次调节活动镜,找出光程差为0的地方,这时候,活动镜位置与原来位置的距离差值，就是因玻璃的折射率引起，利用这个差值,通过一些计算，我们可以得出玻璃的折射率。
具体的实验设计实验目的：利用迈克尔逊干涉仪测量玻璃的折射率。
实验仪器:迈克尔逊干涉仪、汞光灯、氦氖激光灯，千分尺,待测玻璃。
实验原理：本实验主要利用白光干涉条纹在光程差e=0的位置时，接收屏出现白色条纹这一现象(或是利用激光在ｅ＝０时，接收屏上出现平行等距直条纹）,和放置玻璃片后的调出白色条纹时活动镜位置的改变,得出由待测玻璃所引起的光程差的改变量,从而计算得出待测玻璃的折射率ｎ。
迈克尔逊干涉仪测透明介质的折射率
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迈克尔逊干涉仪测透明介质的折射率■曾 吉 （贵州师范大学 物理与电子科学学院 550025）【摘 要】 实验利用光的干涉测量透明介质折射率，在迈克尔逊干涉仪的光路中插入透明介质调出的干涉条纹与未插入时调出的干涉条纹相同，平面反射镜M 1位置的改变量与待测透明介质使光产生的光程差相等，再用光程的定义公式即可求出测透明介质的折射率。
为了结果更加精确，实验采用白光、钠光作为实验光源对其结果进行比较，得出结果符合：波长小折射率大，波长大折射率小。
【关键词】 迈克尔逊干涉仪；透明介质；折射率【中图分类号】 G642.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 2095-3089（2018）09-0229-01引言：迈克尔逊干涉仪是光学实验中常用的仪器。
在大学物理光学实验中，测透明介质折射率常用掠入射法。
采用迈克尔逊干涉仪来测量透明介质（玻璃片）的折射率，是一种不常见的测量方法。
在本次实验中，首先用白光作为光源测量透明介质的折射率，白光为光源的干涉实验中，用的是日常台灯发出的光，其主要成分是汞。
再将光源换为钠光来测量透明介质的折射率。
本次实验采用迈克尔逊干涉仪测量透明介质（玻璃片）的折射率是利用不放介质时产生的光程差与放介质时产生的光程差相等，也就是都要调出清晰的干涉圆环。
利用迈克尔逊干涉仪测量折射率的实验方法
利用迈克尔逊干涉仪测量折射率的实验方法迈克尔逊干涉仪是一种常用的实验设备，可以用于测量光的干涉现象。
利用迈克尔逊干涉仪测量折射率的实验方法是一项重要的实验内容，下面将介绍该实验的步骤和操作方法。
实验目的：通过利用迈克尔逊干涉仪测量折射率，掌握干涉实验的基本原理和技巧，加深对光学性质的理解，并验证折射率与光的波长和介质特性的关系。
实验器材：1. 迈克尔逊干涉仪2. 单色光源3. 介质样品4. 光屏5. 准直器6. 透镜7. 平行板8. 三角架等实验辅助设备实验步骤：1. 实验前准备：a. 将迈克尔逊干涉仪放置在光学实验台上，并确认仪器调整好水平。
b. 使用准直器调整光源的方向和强度，使光线垂直照射到迈克尔逊干涉仪上。
2. 调整光程差：a. 在干涉仪的一个光路上放置一个透镜和一个平行板，调整透镜的位置，使得透镜后的光束尽可能平行。
b. 调整平行板的位置和倾斜角度，使得在光束经过透镜后，反射光和透射光的干涉条纹清晰可见。
c. 调整透镜和平行板的位置和角度，使得反射光和透射光的干涉条纹平行且亮暗交替明显。
d. 记录下反射光和透射光的干涉条纹数，用于后续折射率的计算。
3. 测量折射率：a. 将待测样品放置在干涉仪的另一个光路中，调整样品的位置，使得通过样品后的光束尽可能平行。
b. 调整样品的位置和角度，使得反射光和透射光的干涉条纹清晰可见。
c. 调整样品的位置和角度，使得反射光和透射光的干涉条纹平行且亮暗交替明显。
d. 记录下反射光和透射光的干涉条纹数。
e. 根据所测得的干涉条纹数，利用光的波长和上一步中记录的参考干涉条纹数计算出样品的折射率。
4. 数据处理：a. 根据实验中测得的数据，计算出测试样品的折射率。
b. 对于多个样品，可进行比较分析，验证折射率与介质特性之间的关系。
5. 实验注意事项：a. 实验时要保持实验环境的稳定，避免外界震动和干扰。
b. 进行测量时要仔细观察干涉条纹，确保测量的准确性。
c. 实验结束后，要注意将设备归位，并保持实验台的整洁。
4.2测量白光的相干长度及平面玻璃的折射率
2. 相干长度
相干长度是光源时间相干性或单色性的一种量度，它在相干光学中是一个很重要的概念。
对一个半宽度为 2 1 的准单色光来说，其相干长度为
L 2 1 /
（1）
如果光源波长的半宽度 很小，则其中心波长 1 2 ，这样该准单色光源的相干长
度可表示为
M2′之间有一个极小的夹角(即 M2′移到 M2″的位置上)，那么 E 处的观察者最多可看到 3 至 5 条彩色干涉条纹。
在用迈克尔逊干涉仪测量光源相干长度时，我们规定观察者在 E 处看到干涉条纹在某位
置上刚出现时的读数 d 与条纹在该位置上刚一消失时的读数 d 的差，为所用光源的相干长
度，即
L d d
d1" ) /
2
， d2
(d
' 2
d
" 2
)
/
2
代入式（5）便可求出所给玻璃平板的折射率。如
此重复测三次，求 n 的平均值。
此外，我们还可以利用等厚干涉条纹测量
用白光为光源在迈克尔逊干涉仪上调出干涉条纹是本实验的关键。常用的调节方法是：
使
M
1
和
M
' 2
稍有夹角，用单色面光源调出近似直线状条纹。然后调节
4.2 测量白光的相干长度及平面玻璃的折射率
一、实验目的 1. 测量所给白光光源的相干长度。 2. 测量平行玻璃薄片的折射率。
二、实验仪器 迈克尔逊干涉仪一台，钠光灯一只，白炽灯光源一台， 待测薄玻璃平板一块，游标卡尺一只。
三、实验原理 1. 迈克尔逊干涉仪
迈克尔逊干涉仪是用分振幅法产生双光束干涉的仪器。图 1 为它的光路示意图。其中 M1 和 M2 是安置在相互垂直的两臂上的平面反射镜， M1 是动镜，M2 为固定镜， M2′是它的像， G1 为分束板，G2 为补偿板，(1)′和(2)′为进入接收器的振幅大致相等的光束。
利用迈克尔逊干涉仪测量透明材料折射率的新方法
大
学
物
理
实
验
Ｖｏ． ３ Ｎ０ ５ １２ ．
ＰＨＹＳ （ Ｌ Ｉ ＥＸＰ ＥＲ眦
ＮＴ ０Ｆ Ｃ０ＬＬ ＥＧＥ
Ｏｃ．２ １ ｔ ００
文章 编 号 ：Ｏ ７２ ３ （ Ｏ ＯＯ —０ ２０ １０ —９４ ２ ｌ） ５０ ６－３
△ｚ ＝ － ６ ２ ８× １ ４ 片 ２吐 ５ 环所转 Ｏ 根据光路 的可逆性 ， 虑来 回， 考 只要在公 式 （） （） １ 、２ 两边同乘以２ 就可以了。 这样由公式（） １、 （ ）联立 可得 ： ２ ２缁 一 ｂ （－ ） ２ ６２ ８ ０。 ［ ｎ －／ ｂ ３＝ ３． １－ Ｘ （） ３
见 图 １ 。
首先 调节 Ｍ，与 Ｍｚ的 等 光 程 （ 没放 待 测 材 料 ）再在其 中可移动 Ｍ２ 路 上 放上 厚 度均 匀待 ， 光
测透明材料 ， 材料与导轨垂直 ， 调节 Ｍｚ 使与 Ｍ。
再次 等光程 。假 如 Ｍｚ 移动 ｚ（ ， ｍ）材料 的厚 度 为
圈 ２ 器件 转 动 引起 光 程 变 化 分 析 图
文献标 志码 ： Ａ
待测器件要求不高 ， 利用计算 机来处理测量数据 ， 不需要太多 的人 工计算 ， 可以达到相当高的准确度 。
中图分类号 ： －３ Ｏ４３
而且 待 测 材 料 的厚 度 不 宜 很 大 （ 般 不 能 超 过 一
１ 原理分析
迈 克尔逊 干涉 仪是大 学物 理 中一个 重要光 学
利 用 迈 克 尔 逊 干 涉 仪 测 量 透 明 材 料 折 射 率 的新 方 法
谌正 艮， 廖艳 林 ， 青生 赵
（ 安徽大学 ， 安徽 合 肥 ２０ ３ ） ３ ０ ９
迈克尔逊干涉仪法测定玻璃折射率
迈克尔逊干涉仪法测定玻璃折射率作者：刘丽莉卢小龙来源：《中国校外教育·基教(中旬)》2016年第05期摘要：通过迈克尔逊干涉仪实验反复对玻璃的折射率进行测定。
实验完成后，对实验数据进行了分析，并讨论了该法测定玻璃折射率的一些优点和不足。
通过对玻璃折射率的检测和分析，可以对玻璃进行种类认定和同一认定，它不但可以为案件提供线索，而且还可以为法庭提供诉讼证据，因此，玻璃鉴定的意义非常重要。
关键词：迈克尔逊干涉仪玻璃折射率方法一、测定玻璃折射率的方法1.三棱镜法。
最准确的方法是使光束通过棱面夹角为60度的三棱镜而测定的情况。
2.油浸法。
人们可以将一小块玻璃浸入已知折射率的液体中，当玻璃看不出来时，玻璃的折射率与已知液体的折射率相同，这种测定方法不够精确。
3.折射仪全反射法。
将一面抛光的式样用高折射率的液体紧压在折射仪棱镜上，使用白光即可得出折射率的数值，准确度可达到小数点后第四位。
二、迈克尔逊干涉仪法测定玻璃折射率（一）实验器材GS——1型迈克尔逊干涉仪，JGQ——250型He——Ne激光器，扩束镜，白炽灯（台灯即可），千分尺，读数显微镜，不同式样的玻璃。
（二）实验原理本实验主要应用迈克尔逊干涉仪，M1和M2是两个互相垂直放置的平面反射镜，其中，M2反射镜是固定的，M1反射镜可以在精密导轨上前后移动。
M1的移动采用了精密螺杆旋进系统，移动的距离可由转动手轮的读书窗和微调手轮的刻度轮上读出。
G1和G2是由同一块光学玻璃分割而成，具有同样的厚度和折射率，G1和G2平行放置且与M1和M2构成45度角。
其中，G1的第二光学平面镀有半透膜，称为分光板，G2为补偿板。
当光源与发出的光线射到G1后，被分解为反射光（1）和透射光（2）；光线（1）垂直照射在M1上经反射后沿原路返回，并透过G1到达E处；光线（2）透过G2后垂直照射到M2经反射后沿原路返回，G1被反射到E处；由于光线（1）（2）是由同一束分解出的两束光，因此，光线（1）（2）是相干光束，在E处相遇时将产生干涉现象。
用迈克尔逊干涉仪测透明玻璃片折射率
用迈克尔逊干涉仪测透明玻璃片折射率王文涛（楚雄师范学院物理与电子科学系云南675000）摘要：本文从实验出发，根据迈克尔干涉仪来测量载玻片的折射率关键词：迈克尔逊干涉仪Instrument for measuring the refractive index of transparent glass plate by using Michelson interferometerWang Wentao(Chuxiong Normal University Department of physics and Electronic Science Yunnan 675000)Abstract: in this paper, based on experiments, based on Michael interferometer to measure refractive slide rateKeywords: Michelson interferometer引言迈克尔逊干涉仪是大学光学实验中常用的仪器，它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。
主要用于长度和折射率的测量。
在这我们将利用迈克尔逊干涉仪、NeHe 激光器、载玻片、扩束镜、千分尺在常温下进行测量。
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，其基本光路如图所示。
从光源S发出的一束光，在分束镜A的半反射面M上被分成光强近似相等的反射光束1和透射光束2。
反射光束1射出A后投向反射镜2M，反射回来再穿过A；光束2经过补偿板B投向反射镜1M，反射回来再通过B，在半反射面M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。
使用不同的光源，改变M1和M’1之间的距离，或改变M1和M’1夹角的大小，就可以观察到各种干涉条纹，如点光源产生的非定域干涉条纹，点、面光源的等倾干涉条纹，面光源的等候干涉条纹等，还可以利用干涉条纹测光波波长、波长差、相干长度等物理量。
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量玻璃片折射率
用迈克尔逊干涉仪测量玻璃片折射率陈潇潇;张宏丹;时佰江;王婧姝【摘要】本文利用迈克尔逊干涉仪对固体折射率进行测量,在实验过程中探索出一些实验技巧,为探索迈克尔逊干涉仪的实际应用领域提供了一个新的方向.【期刊名称】《吉林工程技术师范学院学报》【年(卷),期】2013(029)012【总页数】2页(P75-76)【关键词】折射率;迈克尔逊干涉仪;固体【作者】陈潇潇;张宏丹;时佰江;王婧姝【作者单位】吉林师范大学物理学院,吉林四平136000;吉林师范大学物理学院,吉林四平136000;吉林师范大学物理学院,吉林四平136000;吉林师范大学物理学院,吉林四平136000【正文语种】中文【中图分类】O4371 引言目前，测量物质折射率的方法大致有两种:一种是利用波动光学的方法;另一种是利用几何光学的方法。
本文利用迈克尔逊干涉仪对固体折射率进行测量，在总结前人经验的基础上，更加注重实验中的细节，提高精度，探索迈克尔逊干涉仪的实际应用新方向。
2 实验原理及设计方案如图1所示，平面反射镜L1和L2相互垂直放置于两臂顶端，L2固定，L1由精密丝杆控制，可沿臂轴前后移动。
在两臂轴相交处，有一与两臂轴各成45°的平行平面玻璃板P1(分光板)。
另一平行平面玻璃板P2(补偿板)与P1平行放置，厚度和折射率均与P1相同。
当L1和L2'严格平行时，所得的干涉为等倾干涉，所有倾角为θ的入射光束，由L1和L2'反射光线的光程差Δ均为:式中θ为光线在L1镜面的入射角，d为空气膜的厚度，它们将处于同一级干涉条纹，并定位于无限远。
此时在E处正对P1观察，便可观察到一组明暗相间的同心圆环，这些条纹的特点为干涉条纹的级次以中心为最高，在干涉条纹中心，cosθ=1。
若不计反射光线之间的上位突变，那么圆环中心出现亮点的条件是:图1 实验光路图圆环中心处干涉条纹的级次为:k=2d/λ当L1和L2'间距d逐渐增大时，对于任一级干涉条纹，例如第k级，必定以减少其cosθk的值来满足2dcosθk=kλ，故该干涉条纹向θk变大的方向移动，也就是向外扩展。
用迈克尔逊干涉仪测玻璃片的折射率
用迈克尔逊干涉仪测玻璃片的折射率实验目的1．了解迈克尔逊干涉仪的结构、掌握其调节使用的方法。
2．通过实验考察等倾干涉、等厚干涉形成的条件及花纹特点。
3．利用迈克尔逊干涉仪测钠光波长和钠光双线波长差。
4．观测等厚干涉条纹和钠光源的相干长度。
钠光灯电源，钠光灯，迈克尔迩干涉仪实验原理射来的光，到达平行平面图一是迈克尔逊干涉仪的光路图，从扩展光源板上（此板后面是半透反膜，镀有铬）后分成两部分，反射光l在处反射后向着前进，透射光2透过后向着前进，这两列光分别在和上反射后逆着各自的入射方向返回，最后都到达处，既然这两列光波来自光源上同一点，所以是相干光，因而眼睛在处可观察到干涉条纹，是补偿板，其材料和厚度与相同，是为了保证两束光在玻璃中光程相等而设置的。
由于光在分光板的第二面上反射，使在附近形成一平行的虚像M'，因而光在迈克尔逊干涉仪中自和的反射，相当于自和的反射，所以在迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉与厚度为的空气膜所产生的干涉是等效的。
练习一用迈克尔迩干涉仪测定钠光波长与相互平行时，所得图样为等倾干涉，干涉条纹的形状，决定于具当有相同入射角的光，在垂直于观察方向的平面上光的分布轨迹，如图二所示，在垂直观察方向的光源平面S上，自点为中心的圆周上各点发出的光具有相同的倾角，如果在处放一会聚透镜，在透镜焦平面上放一光屏，则在屏上可以看到一组同心圆环。
干涉条纹的位置取决于光程差，只要光程差有微小的变化，就可以明显地看出条纹的移动。
而和两反射光波的光程差为(1)其中为人射光在平面镜上的入射角，对于第级亮条纹则有(2)而干涉条纹级别以圆心为最高，(3)当移动使增加时，圆心的级别就越来越高，可以看到环形条纹一个个从中心“冒”出来。
反之，当减小时，环形条纹向中心一个个“缩”进去。
每“冒”出或“缩”进一个条纹,就增加或减少，所以只要数出冒出或缩入的条纹数，即可得到平面镜，以波长λ为单位而移动的距离。
显然，若有移远了Δ。
迈克尔逊干涉仪测白光相干长度和薄玻璃片折射率
实验仪器
迈克尔逊干涉仪 白屏（带绿色十字） 钠光灯 白光光源 薄玻璃片 螺旋测微仪
实 验 原玻璃片的 折射率
迈 克 尔 逊 干 涉 仪
本实验用钠光灯作为光源，钠光通过短焦距透镜L汇聚成一个 强度很高的点光源S，射向迈克尔逊干涉仪，点光源经平面镜 M2、M2反射后，相当于由两个点光源S1ˊ和S2，Sˊ是S的等 效光源，是经半反射面A所成的虚像。S1′是S′经M1′所成 的虚像。S2′是S′经M2所成的虚像。只要观察屏放在两点光 源发出光波的重叠区域内，都能看到干涉现象。
迈克尔逊干涉仪测白光相干长度和薄玻璃片折射率
主讲人：于小琪
小组成员
• • • • 于小琪 王鹏翔 蔡天娇 曹能能 • • • • 孙嶷 杨为健 刘冰 於蕴慧
目录：
• • • • • 实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 数据处理
实验目的
1.进一步学习熟练调节和使用 迈克尔逊干涉仪 2.利用给定仪器，自主学习探 究，通过实验测量白光光源 的相干长度以及薄玻璃片的 折射率
实验测得薄玻璃片 折射率 n=1.521
当人眼上下移动时，观察到的条纹出现及消失时 刻不同，为避免此种情况带来的误差，在观察白 光干涉条纹时，一定要保持人眼的观察方向和位 置不变。
反 思 收 获
迈克尔逊干涉测玻璃片折射率
迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是用分振幅的方法实现干涉的光学仪器，设计十分巧妙。
迈克尔逊发明它后，最初用于著名的以太漂移实验。
后来，他又首次用之于系统研究光谱的精细结构以及将镉(Cd)的谱线的波长与国际米原器进行比较。
迈克尔逊干涉仪在基本结构和设计思想上给科学工作以重要启迪，为后人研制各种干涉仪打下了基础。
迈克尔逊干涉仪在物理学中有十分广泛的应用，如用于研究光源的时间相干性，测量气体、固体的折射率和进行微小长度测量等。
【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. 了解光的干涉现象及其形成条件；3. 观察等倾干涉条纹，测量氦氖激光器的波长；4. 学习一种测量气体折射率的方法。
【实验仪器】迈克尔逊干涉仪，He-Ne 激光器及电源，扩束镜（凸透镜），挡光片一片，升降台，玻璃板，白光光源【实验原理】一、 一、 一般介绍迈克尔逊干涉仪的原理见图1。
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。
图1 干涉原理图用迈克尔逊干涉仪可以观察各种类型的条纹，见表1。
用迈克尔逊干涉仪测量玻璃的折射率
否仍照在出光口或附近。
• (2)观察等厚干涉条纹，测量透明玻璃片厚度
•
1. 调节白光条纹。先用单色光源调好等倾圆条纹，使与的距离稍大与
于与的距离，然后稍稍旋转镜太下的水平拉簧螺丝，使、成一很小的夹角，
此时看见弯曲的条纹。向前移动使条纹变直，这表明中央条纹在逐渐向视场
中央移动。再以白光代替单色光，继续按原方向缓慢地转动鼓轮，使继续向 前移动，直到白光干涉条纹出现。
• 实验目的 • 1.了解迈克尔逊干涉仪的原理、结构及
调整方法。
• 2.测量的折射率。 • 实验仪器 • 迈克尔逊干涉仪、HNL—55700多束光
纤激光器、玻璃片、白炽灯,钠灯，千分尺。
实验原理 Ⅰ 仪器结构介绍
•
1.导轨；2.底座；3.水平调节螺
灯；4.传动盒盖；5.转动手轮；6.读数
窗口；7.微调手轮；8.刻度轮；9.移动
• 补偿板的厚度和折射率与分束板完全相 同，且与之平行，其作用是使干涉仪对不 同波长的光可同时满足在玻璃中的光程差 相等，因此，只需要计算两束光在空气中 的光程差就可以了。
由玻片引入的光程与空气的光程之差。
• 即: • 由此可得:
（1）z2 z1 (n 1)t
（2）
n
Z2
Z1
1
d
1
t
t
•ห้องสมุดไป่ตู้
其中，是在两次观测中移动的距
离，可从实验中测得。玻片的厚度t已知，
可由式（2）得出玻片的折射率n.
• 用白光为光源在迈克尔逊干涉仪上调出干涉条纹是本 实验的关键。常用的调节方法是：使和稍有夹角，用 单色面光源调出近似直线状条纹。然后调节，直至干 涉条纹出现曲率相反的情况，在其分界处，即可调出 白光干涉条纹，如图2所示。然后加入玻片移动镜距离 后，调出白光干涉条纹，但此时条纹并不呈 直线状 而是有一定的弯曲，这是由于采用的是面光源，所以 光线是以不同的入射角射向反射镜及玻璃片，而加入 玻片前后光程差的变化由两部分组成玻片引起的光程 差变化和反射镜移动引起的光程差变化。
迈克尔逊干涉仪测量空气折射率实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：普通物理实验（2）实验名称：空气折射率学院：_________ 专业班级:学生姓名：__________ 学号:实验地点：_______ 座位号：实验时间：_______________实验目的:1. 进一步了解光的干涉现象及其形成条件，掌握迈克耳孙干涉光路的原理和调节方法。
2. 利用迈克耳孙干涉光路测量常温下空气的折射率。
实验仪器：迈克耳孙干涉仪、气室组件、激光器、光阑三、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。
M1、M2为互相垂直的平面反射镜，M1、M2镜面与分束镜G均成450角;M1可以移动，M2固定。
叽表示M2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M1镜，反射回来再穿过G;光束2投向M2镜，经M2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M1、M2镜时，两束光的光程差为(1)M图1迈克尔逊干涉仪光路示意图M式中，n1和n2分别是路程L1、L2上介质的折射率。
设单色光在真空中的波长为，当K , K 0, 1, 2, 3,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L i支路上介质折射率改变n i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Nni2L；例如：取633. 0nm和L i 100mm，若条纹变化N 10，则可以测得n 0.0003。
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（t 150C, P 1.01325 105Pa）下，空气对在真空中波长为633 0nm的光的折射率n 1. 00027652，它与真空折射率之差为（n 1） 2. 765 10 4。
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评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：用迈克尔逊干涉仪测量玻璃的折射率班级：电信06-1姓名：林清伟学号：21指导教师：方运良茂名学院技术物理系大学物理实验室实验日期：2007年11月29 日《用迈克尔逊干涉仪测玻璃片折射率》实验提要实验课题及任务《用迈克尔逊干涉仪测玻璃片厚度》实验课题任务是：根据玻璃的折射率比空气大，当玻璃片加到一个光路中时，必产生一光程差l ∆，这个光程差会造成中央条纹会发生位移的现象，根据这一特定的光学现象和给定的仪器，设计出实验方案，测定玻璃的折射率。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用迈克尔逊干涉仪测玻璃片的折射率》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按撰写科学论文的要求写出完整的实验报告。
设计要求⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶ 测量5组数据，测量玻璃的折射率n 。
⑷ 应该用什么方法处理数据，说明原因。
⑸ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
有关提示若用白光作光源，在一般情况下，不出现干涉条纹。
进一步分析还可看出，在2M 、1'M 两面相交时，交线上0=d ，但是由于1、2两束光在半反射膜面上的反射情况不同，引起不同的附加光程差，故各种波长的光在交线附近可能有不同的光程差。
因此，用白光作光源时，在2M 、1'M ，两面的交线附近的中央条纹可能是白色明条纹，也可能是暗条纹。
在它的两旁还大致对称的有几条彩色的直线条纹，稍远就看不到干涉条纹了。
调出白光干涉条纹，此时1M 镜位置读数为1z 将待测玻璃片插入有1M 镜的臂中，再次调出白光干涉条纹，这时1M 镜位置读数为2z ，评分参考(10分)⑴ 正确写出实验原理和计算公式，2分。
⑵ 正确的写出测量方法，1分。
⑶ 写出实验内容及步骤，1分。
⑷ 正确的联接仪器、正确操作仪器，2分。
⑸ 正确的测量数据，1.5分。
⑹ 写出完整的实验报告，2.5分。
(其中实验数据处理，1分；实验结果，0.5分；整体结构，1分)学时分配实验验收，4学时，在实验室内完成；教师指导(开放实验室)和开题报告1学时。
用迈克尔逊干涉仪测量玻璃的折射率实验目的1.了解迈克尔逊干涉仪的原理、结构及调整方法。
2.测量的折射率。
实验仪器迈克尔逊干涉仪、HNL—55700多束光纤激光器、玻璃片、白炽灯,钠灯，千分尺。
实验原理Ⅰ仪器结构介绍1.导轨；2.底座；3.水平调节螺灯；4.传动盒盖；5.转动手轮；6.读数窗口；7.微调手轮；8.刻度轮；9.移动镜拖板；10.盘头螺灯；11.12.镜架；13.分光镜；14.补偿镜；15.16.反射镜；17.18.微调弹簧。
精磨的导轨（1）固定在底座（2）上，底座上有三个调节水平的螺钉（3），用以调节仪器的水平。
在导轨内部装有一根螺距为1毫米的精密丝杆。
丝杆与传动盒盖（4）内的齿轮系统相连，转动大手轮即可动作齿轮系统带动丝杆，由丝杆传动移动镜拖板前后移动。
仪器有三个读数尺，主尺附在导轨侧面，最小分度为1毫米，读数窗口（6）内有一个一百等分微调手轮（7）转动一圈等于圆盘转一小格，微调手轮有一个刻度轮（8）分为100等份，每一小格对应于拖板移动0.1微米。
Ⅱ利用定域等厚干涉条纹法测量平行玻片折射率用迈克尔逊干涉仪测平行玻片折射率的实验装置如图1所示.图1其中反射镜1M 和2M 半反射镜1G 、补偿板2G 构成干涉仪的主体，'2M 是通2M 过1M 所成的像。
不放玻片时，用白光调出干涉直条纹，彩色条纹中央的白色或灰色条纹对应于1M 和'2M 重合的位置。
设此时1M 离开观察透镜的距离为1Z ，加上厚度为t 、折射率为n 的玻片后，再用白光调出彩色干涉条纹。
设条纹在视场中央并且两侧条纹分布对称时，对应的距离为2Z 。
显然1Z 与2Z 的差应等于由玻片引入的光程与空气的光程之差。
即: 21(1)z z n t -=- （1） 由此可得: 2111Z Z dn t t-=+=+ （2）其中，21d z z =-是1M 在两次观测中移动的距离，可从实验中测得。
玻片的厚度t 已知，可由式（2）得出玻片的折射率n.用白光为光源在迈克尔逊干涉仪上调出干涉条纹是本实验的关键。
常用的调节方法是：使1M 和'2M 稍有夹角，用单色面光源调出近似直线状条纹。
然后调节1M ，直至干涉条纹出现曲率相反的情况，在其分界处，即可调出白光干涉条纹，如图2所示。
然后加入玻片移动1M 镜距离后，调出白光干涉条纹，但此时条纹并不呈 直线状而是有一定的弯曲，这是由于采用的是面光源，所以光线是以不同的入射角射向反射镜及玻璃片，而加入玻片前后光程差的变化由两部分组成玻片引起的光程差变化L ∆和反射镜移动引起的光程差变化'L ∆。
其光路图3。
a b c图2 反射镜不同位置对应的等厚和非等倾非等厚干涉条纹图3 加入玻片前后光程差的变化可看到白光干涉条纹的条件是：'()22cos L L tn i k λ∆-∆== (3)值得说明的是，当人眼上下移动时，观察到的条纹出现及消失时刻不同，也就是1M 镜到分光板M 间的距离不一致，所以为避免此种情况带来的误差，在观察白光干涉条纹时，一定要保持人眼的观察方向和位置不变。
实验内容与步骤(1)迈克尔逊干涉仪的基本调节1. 点燃氦氖激光器，调节其高度和方向，使激光束大致照到两平面镜1M 、2M 及屏E 的中部，并使从两平面镜反射来的两束光能尽量原路返回，即尽可能回到激光器的出光口。
2. 屏上可以看到两排光点，都以最亮者居中。
调节1M 和2M 后面的三个螺丝，使两个最亮点重合（此时1M 和2M 相互垂直）。
此时要检查回到激光器的两束光是否仍照在出光口或附近。
(2)观察等厚干涉条纹，测量透明玻璃片厚度1. 调节白光条纹。
先用单色光源调好等倾圆条纹，使1M 与1G 的距离稍大与于2M 与1G 的距离，然后稍稍旋转2M 镜太下的水平拉簧螺丝，使1M 、2M '成一很小的夹角，此时看见弯曲的条纹。
向前移动1M 使条纹变直，这表明中央条纹在逐渐向视场中央移动。
再以白光代替单色光，继续按原方向缓慢地转动鼓轮，使1M 继续向前移动，直到白光干涉条纹出现。
2. 将中央条纹移至视场中某一位置，记下1M 的位置，将待测玻璃片放在1M 与1G 之间的光路中，使玻璃片与1M 平行。
向前移动1M ，直至中央条纹重新移至视场中同一位置，再记下1M 的位置，则1M 所移动的距离即为式（4）中的d ∆。
3. 用千分尺测量玻璃片的厚度t ，重复测量5次，记录数据，并求其平均值。
实验数据表：数据处理：本实验求解不确定度应利用标准偏差的传递公式进行估算。
根据公式 2111Z Z dn t t-=+=+ 可算出d 和n,并填于表中0.315280.309030.311670.312250.31265 1.560880.3121855d ++++===mmA 类不确定度:σ=d.3126)]=270.00047)=0.001=mmB 类不确定度:0.00006u ===mm d U ∴=0.001==mm玻璃片厚度的平均值为：1(0.5630.5620.5620.5620.560)5=++++t12.8090.5625=⋅=mm t :A 的类不确定度t σ==0.0005=mm t :B 的类不确定度0.002B u ==mm0.002t U ∴==mmln ln()d tn t+= ln ln()ln n d t t =+-ln 1n d d t∂=∂+ ln 11()n dt d t t t d t ∂=-=-∂++ 所以折射率n 的相对不确定度为：nr U U n ====0.001==()11.560 1.549 1.555 1.556 1.558 1.5565n =⋅++++=1.55560.0010.002n U =⋅≈1.5560.002n ∴=± 0.1%r U =讨论：在测量过程中，微调鼓轮应沿同一方向转动，中途不可倒转，以便消除螺纹的间隙误差。
补偿板的厚度和折射率与分束板完全相同，且与之平行，其作用是使干涉仪对不同波长的光可同时满足在玻璃中的光程差相等，因此，只需要计算两束光在空气中的光程差就可以了。
心得体会通过以上的实验可知，在利用根据白光干涉条纹在视场中的相对位置进行测量时，操作相对简单，适用于观察法测量玻片折射率。
但在测量时，观察条纹时的人眼始终要平视半反射镜，否则将造成干涉条纹出现的相对位置发生变化而使测量结果不正确。
自己做过上面的实验后，感觉有一定的难度，关键是要在加入玻片后调出干涉条纹，由于能在视场中看到的条纹范围很窄，所以调节时一定要仔细，而且还要缓慢地转动微动手轮，同时在转动时，人眼得注视观察屏，否则容易错过观察到干涉条纹的时间，这样就必须重新调节进行观察。
总之，只要掌握好实验基本原理和方法，以及在进行实验时认真仔细，就一定能完成实验，达到预期目的。