迈克尔逊干涉仪的调节和使用数据处理
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
迈克尔逊干涉仪的调节和使用教学目的1、了解光的干涉花样形成的原理，能区别等倾干涉和等厚干涉；2、学会使用迈克尔逊干涉仪，并能用其测量激光的波长；3、形成实事求是的科学态度和严谨、细致的工作作风。
重难点重点：迈克尔逊干涉仪的调整和使用难点：1）干涉花样形成的原理；2）白光干涉图样的调节教学方法讲授与演示相结合学时3学时一、实验简介光的干涉是重要的光学现象之一，是光的波动性的重要实验依据。
两列频率相同、振动方向相同和位相差恒定的相干光在空间相交区域将会发生相互加强或减弱现象，即光的干涉现象。
相干光源的获取除用激光外，在实验室中一般是将同一光源采用分波阵面或分振幅两种方法获得，并使其在空间经不同路径后会合产生干涉。
根据干涉条纹数目和间距的变化与光程差、波长等的关系式，可以测出微小长度变化(光波波长数量级)和微小角度变化等，因此干涉现象在照相技术、测量技术、平面角检测技术、材料应力及形变研究等领域有着广泛地应用。
在物理学史上，迈克尔逊曾用自己发明的光学干涉仪器进行实验，精确地测量微小“长度”，否定了“以太”的存在，这个著名实验为近代物理学的诞生和兴起开辟了道路，1907年获诺贝尔奖。
迈克尔逊干涉仪原理简明，构思巧妙，堪称精密光学仪器的典范。
随着对仪器的不断改进，还能用于光谱线精细结构的研究和利用光波标定标准米尺等实验。
目前，根据迈克尔逊干涉仪的基本原理，研制的各种精密仪器已广泛地应用于生产生活和科技领域。
如观察干涉现象，研究许多物理因素（如温度、压强、电场、磁场等）对光传播的影响，测波长、测折射率等。
二、实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉花样的形成原理；2、学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法；3、观察等倾干涉条纹，测量He Ne -激光的波长；4、了解钠光、白光干涉花样的特点。
在迈克尔逊干涉仪中产生的干涉等效于膜'12,M M 的薄膜干涉。
两束光的光程差为：（一）、扩展光源产生的干涉图（定域干涉）1、1M 和'2M 严格平行——等倾干涉条纹特点：1）明暗相间的同心圆纹，条纹定域在 无穷远（需用会聚透镜成像在光屏上）；2）中心级次最高，2k d =； 3）d 增大，条纹从中心向外“涌出”， d 减小，条纹向中心“陷入”，每“涌出” 或“陷入”一个条纹，间距的改变为2λ，“涌出”和“陷入”的交接点为0d =情况（无条纹）。
迈克尔逊干涉仪的调整与应用实验要点
要点（1）实验前请认真阅读“实验须知”、“实验内容”及本要点：测波长的同学需每冒出（或缩进）50环，读一次M镜的位置，至少连续测18组，将数据填入表格，并观察其实验现象。
测线膨胀系数的同学可以采用按升高（降低）一定的温度（例如2℃）测量试件伸长量的方法(采用逐差法)进行测量，要求连续测量8组；也可以采用按试件一定的伸长量（例如由20个干涉环变化算出的光程差），测出所需升高（降低）温度的方法进行测量，要求连续测量8组。
注：测波长或测线膨胀系数只需做其中之一，但两个实验都需要掌握；请注意F盘上的数据处理文件（迈克尔逊干涉仪的调整与应用数据处理、线膨胀系数测量数据处理(据环数记温度)、线膨胀系数测量数据处理(据温度记环数)）。
（2）将所测量数据输入相应的数据处理文件（位于F盘，共有迈克尔逊干涉仪的调整与应用数据处理、线膨胀系数测量数据处理(据环数记温度)、线膨胀系数测量数据处理(据温度记环数)三个文件）让老师检查数据是否合格。
（3）数据合格后重新用新报告纸按要求记录所测数据（并记录其标准值或参考值，详见附录1 数据记录要求），将原始数据与仪器使用登记本一并让老师签字，并了解如何处理所测数据（详见附录2 数据处理要求）及逐差法相关知识（附录3 逐差法处理实验数据）；（4）在预习报告后根据实际实验加上实验内容、实验步骤；（5）重新对仪器进行调节，熟悉调节要点，并观察相应的实验现象，掌握迈克尔逊干涉仪及线膨胀系数测定仪的调节与使用；（6）掌握迈克尔逊干涉仪仿真实验的使用，并利用其进行复习及进行实验，注意“迈克尔逊干涉仪(仿真实验演示).swf”文件（可以回去再做）。
（7）拟定利用迈克尔逊干涉仪测量透明薄片的折射率（厚度）的实验方案，并利用仿真实验来验证实验方案（可以回去再做）。
（8）（选做）利用仿真实验测量测量钠光的波长、钠黄光双线的波长差、钠光的相干长度等（可以回去再做）。
（9）完成相应实验后，请收拾好仪器，整理好桌面，关好计算机才能离开实验室。
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告
实验十四迈克耳孙干涉仪的调节和使用迈克耳孙干涉仪在近代物理学的发展中起过重要作用。
19世纪末，迈克耳孙（A.A.Michelson ）与其合作者曾用此仪器进行了“以太漂移”实验、标定米尺及推断光谱精细结构等三项著名的实验。
第一项实验解决了当时关于“以太”的争论，并为爱因斯坦创立相对论提供了实验依据；第二项工作实现了长度单位的标准化。
迈克耳孙发现镉红线（波长Q643.84696nm ）是一种理想的单色光源。
可用它的波长作为米尺标准化的基准。
他定义1m=1553164.13镉红线波长，精度达到10-9,这项工作对近代计量技术的发展作出了重要贡献；迈克耳孙研究了干涉条纹视见度随光程差变化的规律，并以此推断光谱线的精细结构。
今天，迈克耳孙干涉仪已被更完善的现代干涉仪取代，但迈克耳孙干涉仪的基本结构仍然是许多现代干涉仪的基础。
【实验目的与要求】1•学习迈克耳孙干涉仪的原理和调节方法。
2•观察等倾干涉和等厚干涉图样。
3•用迈克耳孙干涉仪测定He - Ne激光束的波长和钠光双线波长差。
【实验仪器】迈克耳孙干涉仪，He- Ne激光束，钠光灯，扩束镜，毛玻璃迈克耳孙干涉仪是应用光的干涉原理，测量长度或长度变化的精密的光学仪器，其光路图如图7-1所示。
S-激光束；L-扩束镜；G1-分光板；G2-补偿板；M1、M2-反射镜；E-观察屏。
图7-1迈克耳孙干涉仪光路图从氦氖激光器发出的单色光s,经扩束镜L将光束扩束成一个理想的发散光束，该光束射到与光束成45?顷斜的分光板G1 上, G1的后表面镀有铝或银的半反射膜，光束被半反射膜分成强度大致相同的反射光（1）和（2）。
这两束光沿着不同的方向射到两个平面镜M1和M2上，经两平面镜反射至G1后汇合在一起。
仔细调节M1和M2，就可以在E处观察到干涉条纹。
G2为补偿板，其材料和厚度与G1相同，用以补偿光束（2）的光程，使光束⑵与光精品文档束⑴在玻璃中走过的光程大致相等。
I. 12~M VMUifif调节粥丝；4TMS%刍一现察屏：了-粗谀手轮；螺络9一微调鼓轮土Uh 口一反射S1M2的微调装逐’HS 丁一2边克耳孙干渉仪的结构国迈克耳孙干涉仪的结构图如图7-2所示。
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。
迈克尔逊干涉仪的调整和使用
150 37.07750 400 37.15680 250 0.07930
200 37.09330 450 37.17255 250 0.07925
干涉环变化数 k2 位置读数 环数差
d2 mm
k k2 k1
di d2 d1 mm
平均值
代入数据
d
d
i 1
2 0.00004 U mm 3 1010 m k 250 2U d
测量结果表示
U (6337 3) 1010 m
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
测量结果的相对误差
标 测 6328 6337 0 E 100 0 100 0 0 0.14 0 0 标 6328
M1 '
S
1'
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
3、白光照射下看到彩色干涉条纹 条件：对于等倾干涉，要求 d 接近于零；对于等厚 干涉，只有ห้องสมุดไป่ตู้ M1′、M2 交线附近才可以看到。
点光源照明产生的干涉图（非定域干涉） 两个相干的单色点光源所发出的球面波在空间多 处相遇皆可产生干涉，此干涉不局限于某一特定区域， 称为非定域干涉。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
五、数据处理
干涉环变化数 k1 位置读数
d1 mm
0 37.03005 250 37.10915 250 0.07910
50 37.04590 300 37.12505 250 0.07915
100 37.06170 350 37.14095 250 0.07925
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
四、实验内容
迈克尔逊干涉仪的调节
满分大物实验迈克尔逊数据处理-V1
满分大物实验迈克尔逊数据处理-V1
本文将为大家整理介绍一下满分大物实验——迈克尔逊干涉仪实验中的数据处理。
该实验是物理学中非常重要的实验之一，因为它可以验证相对论的基本概念，并且数据处理过程也相对较为复杂。
以下将对实验步骤和数据处理进行详细说明。
一、实验步骤
1.调整干涉仪：首先，需要调整干涉仪的镜子，让光线以等长的时间通过两条路线，且两条光路的光程差小于光波长的一半。
2.测量光程差：用红光光源照射干涉仪，使用微调节固定平台调节平台距离，测量光程差。
3.取样数据：每测一组数据，需将光源位置改变一个可测量的角度，共取多组数据。
4.测量环形条纹：最后，使用目镜对干涉图形进行观察，记录下环形条纹的条数。
二、数据处理
1.计算光程差：通过所测得的干涉仪两条光线达到的光程差ΔL，可以根据下面的公式来计算出干涉仪镜子间的距离L：
L=ΔL/2
2.计算平均光程差：将多组数据的光程差求平均，可以得到平均光程
差。
3.计算光速：根据光速公式：v=c/f（波长λ=c/f），来计算光的速度。
4.计算狭缝间距：通过所测得的环形条纹数n，可以计算得到狭缝间距d：
d=λ/(2n)
5.计算误差：根据多组数据的光程差和平均光程差的差值，可以计算
得到误差值，进一步验证实验的准确性。
以上就是整个实验过程以及数据处理过程的详细介绍。
通过实验和数
据处理，我们可以更加深入地了解迈克尔逊干涉仪的基本原理和物理
学理论的应用。
大学物理实验实验12迈克尔逊干涉仪的调整与使用
3.调整方法
1、确定M1镜的位置。 2、均匀转松M1、 M2后的三个螺丝。 3、旋松M2的两个拉簧螺丝。 4、移动光源，使光源上的十字叉丝在视场的中心位置
7、调整零点。 8、转到手轮可以改变干涉条纹的间距和清晰度。
5.测单色光的波长
使M1沿光轴移动△d，将使 圆心处相干光束的光程差改 变，则将观察到条纹涌出(或 陷入),由此可用来测定光波 波长。若测知有N个环纹由中 心涌出（或陷入），则表明 M1改变的距离△d为 △d=N· λ/2 则波长λ为： λ=2△d/N
注意事项：
（ 1 ）实验过程中，不允许触摸仪器中所 有的光学面。
（2）平面反光镜M 1、M 2背后的三个螺 钉 以及 两个微动拉簧 螺丝要 十分爱护 ， 只能轻微旋动，切勿用力旋转螺钉，
以免拧滑丝扣或把反射镜压坏。
注意事项：
(3)不要直视激光，以免损伤眼睛！
(4)镜后螺丝及拉簧一定要轻拧，且不可拧的过紧！ (5）不要调节活动反射镜后
不可直视！
思考题
实验仪器
1、迈克尔逊干涉仪； 2、氦-氖多光速激光器； 3、白炽灯
实 验 仪器介绍：
分光板
M1活动反光镜
补偿板
读数窗口
M2固定反 光镜
手轮 鼓轮
水平拉簧 垂直拉簧
标尺
主尺读数
实验原理
实验原理
点光源产生的非定域干涉条纹的形成
从光学角度看，E处的干涉图样和
M 1M 2
2d cos
实验内容
1.仪器调节
目测使激光头水平且大致和M2等高，细调激光头
位置使扩展光束均匀照满反射镜。
调节固定反射镜后的方位螺丝，使透过滤光片看到 的两排对应光点一一重合 装上观察屏，观察条纹的涌出和淹没。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
迈克尔逊干涉仪的调节和使用迈克尔逊干涉仪是光学实验中一种重要的仪器，它的原理是基于干涉现象来测量长度、速度、折射率等物理量。
因此，正确地调节和使用迈克尔逊干涉仪对于实验结果的准确性和可靠性至关重要。
一、调节步骤1、粗调：首先调整干涉仪的粗调旋钮，使干涉条纹大致对称。
2、细调：然后调整干涉仪的细调旋钮，使干涉条纹更加清晰、对称。
具体步骤如下：（1）将光源对准干涉仪的入射缝，调整干涉仪的三个脚螺旋，使干涉条纹出现在视野中。
（2）调节干涉仪的粗调旋钮，使干涉条纹大致对称。
（3）调节干涉仪的细调旋钮，使干涉条纹更加清晰、对称。
可以通过观察干涉条纹的移动方向和距离来判断调节是否正确。
（4）重复以上步骤，直到干涉条纹完全对称、清晰。
二、使用注意事项1、保持干涉仪的清洁，避免灰尘和污垢进入干涉仪内部。
2、在调节过程中，要轻拿轻放，避免损坏干涉仪的精密部件。
3、在使用过程中，要避免过度调节粗调旋钮和细调旋钮，以免损坏干涉仪的调节机构。
4、在记录实验数据时，要保证记录的准确性和完整性。
5、在实验结束后，要将干涉仪恢复到初始状态，以便下一次使用。
正确地调节和使用迈克尔逊干涉仪需要耐心和细心。
只有掌握了正确的调节方法，才能更好地发挥其作用，提高实验的准确性和可靠性。
迈克尔逊干涉仪法测定玻璃折射率迈克尔逊干涉仪是一种精密的光学仪器，其原理基于干涉现象，能够用于测量微小的长度变化和折射率。
本文将介绍如何使用迈克尔逊干涉仪法测定玻璃的折射率。
一、实验原理折射率是光学材料的一个重要参数，它反映了光在材料中传播速度的改变。
迈克尔逊干涉仪法利用干涉现象来测量折射率。
当光线通过不同介质时，其速度和波长都会发生变化，这就导致了光程差的产生。
通过测量光程差，我们可以计算出介质的折射率。
二、实验步骤1、准备实验器材：迈克尔逊干涉仪、单色光源（如激光）、测量尺、待测玻璃片。
2、将单色光源通过分束器分为两束相干光束，一束直接照射到参考镜，另一束经过待测玻璃片后照射到测量镜。
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。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告一、仪器调节1.调整镜面平行度：首先放置迈克尔逊干涉仪的光源，然后用手将光源移动，调整反射平面镜的角度，使光线在迈克尔逊干涉仪的整个光路中都能自由传播。
2.调整分束镜：使用一张透明的玻璃片将光线分束，再观察平行光束通过分束镜后是否能刚好落在平面镜的表面上，如果不能，则需要调整分束镜的位置，直到两束光线都能够平行而且刚好敲在平面镜上。
3.调整反射镜：迈克尔逊干涉仪中的反射镜有一个活动镜面，需要调整其位置，使两束光线在平面镜上反射时能够准确地再次合成一束光线，从而形成干涉现象。
4.调整干涉条纹：最后，可以在观察屏幕上是否能够清晰地看到干涉条纹，在实验过程中可以适当调整光源的位置或者调整反射镜的倾斜角度，以获得更好的干涉效果。
二、实验使用1.实验准备：首先设置好迈克尔逊干涉仪，并确保调节好仪器，使光线能够正常穿过仪器。
2.实验操作：将待测光源置于迈克尔逊干涉仪的一个光路中，调整干涉仪中的反射镜位置，使干涉条纹清晰。
然后，改变待测光源的位置，测量干涉条纹的移动量，利用已知的反射器间距和探测器移动的距离，可以计算得到光的速度。
3.数据处理：使用测得的数据和已知的仪器参数，进行计算和分析。
根据测得的干涉条纹移动量和已知的反射器间距，利用干涉仪的原理和公式，计算得到光的速度。
5.讨论和结论：根据实验结果，对实验中的不确定因素进行讨论，并得出结论。
如果实验结果与理论值一致，说明测量方法正确并且仪器使用正常；如果存在差异，可以分析差异的原因，并进一步完善实验方法或改善仪器使用的条件。
总之，迈克尔逊干涉仪是一种常见的用于测量干涉现象的仪器，通过调节和使用可以进行光速测量、薄膜厚度测量等实验。
在进行实验操作时，需要注意仪器的准确调节和数据的准确处理，以确保实验结果的可靠性。
实验十五迈克尔逊干涉仪的调节及使用
实验⼗五迈克尔逊⼲涉仪的调节及使⽤实验五迈克尔逊⼲涉仪的调节及使⽤【实验⽬的】（1）了解迈克尔逊⼲涉仪的光学结构及⼲涉原理，学习其调节和使⽤⽅法；（2）学习⼀种测定光波波长的⽅法，加深对等倾、等厚⼲涉的理解。
【实验仪器】迈克尔逊⼲涉仪、He-Ne激光器、⽩炽灯等。
【实验原理】迈克尔逊⼲涉仪是l883年美国物理学家迈克尔逊（A.A.Michelson）和莫雷（E.W.Morley）合作，为研究“以太漂移实验⽽设计制造出来的精密光学仪器。
⽤它可以⾼度准确地测定微⼩长度、光的波长、透明体的折射率等。
后⼈利⽤该仪器的原理，研究出了多种专⽤⼲涉仪，这些⼲涉仪在近代物理和近代计量技术中被⼴泛应⽤。
1.⼲涉仪的光学结构迈克尔逊⼲涉仪的光路和结构如图1与2所⽰。
M1、M2是⼀对精密磨光的平⾯反射镜，M1的位置是固定的，M2可沿导轨前后移动。
G1、G2是厚度和折射率都完全相同的⼀对平⾏玻璃板，与M1、M2均成45°⾓。
G1的⼀个表⾯镀有半反射、半透射膜A，使射到其上的光线分为光强度差不多相等的反射光和透射光；G1称为分光板。
当光照到G1上时，在半透膜上分成相互垂直的两束光，透射光（1）射到M1，经M1反射后，透过G2，在G1的半透膜上反射后射向E；反射光（2）射到M2，经M2反射后，透过G1射向E。
由于光线（2）前后共通过G1三次，⽽光线（1）只通过G1⼀次，有了G2，它们在玻璃中的光程便相等了，于是计算这两束光的光程差时，只需计算两束光在空⽓中的光程差就可以了，所以G2称为补偿板。
当观察者从E处向G1看去时，除直接看到M2外还看到M1的像M1ˊ。
于是（1）、（2）两束光如同从M2与M1ˊ反射来的，因此迈克尔逊⼲“形成”的空⽓薄膜的⼲涉等效。
反射镜M2的移动采⽤蜗轮蜗杆传动系统，转动粗调⼿轮（2）可以实现粗调。
M2移动距离的毫⽶数可在机体侧⾯的毫⽶刻度尺（5）上读得。
通过读数窗⼝，在刻度盘（3）上可读到0.01mm；转动微调⼿轮（1）可实现微调，微调⼿轮的分度值为1×10-4mm。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用数据处理
迈克尔逊干涉仪的调节和使用数据处理干涉仪是利用光的反射原理来测量物体内外层物质之间相互作用的仪器。
通过反射光束所获得的散射光线，通过测定其反射光强度等信息，来判断物体内部结构是否完整，从而来确定物体表面材料中粒子或原子是以何种状态存在的。
迈克尔逊干涉仪即为以不同方式散射光来确定物体内部结构的仪器。
由于它有较高的灵敏度，在工业、军事和民用等领域都具有广泛应用前景。
迈克尔逊干涉仪由基座、导轨、干涉仪、光学探头组成，每一部分材料及参数都由基座和导轨提供。
迈克尔逊干涉仪工作时，由光学探头负责测量反射光（不允许有任何多余信号),通过测量反射光强度而获得散射光线的信息。
由于不同散射光在空间中相互干涉时会产生衰减现象，所以通过调节不同角度也可以对不同部位造成散射光线。
通过调整不同角度可获得同一区域内物体运动状况信息。
我们使用这款仪器除了可以对物体进行静态测量外，还可以使用在动态分析与设计等领域中使用（请参见图1)。
1、将探头与基座连接当把探头从基座上拉下时，探头应与基座固定在一起。
在进行测量时，将探头拉入固定位置，使其在中心线上。
由于干涉仪与测量体之间存在着一定距离，所以固定探头并不能有效地避免仪器与测量体之间的干涉。
这时通过调整探头的角度，就可以有效地减少仪器与测量体之间的干涉。
同时由于在测量时探头位于测量体中央部位，所以可以用测量体与探头之间的距离来测量量程尺寸以及测量角度。
若测量体之间有较大的距离则无法对量程尺寸等进行测量。
但是如果测量体之间没有较大距离时就可以通过调整不同角度所获得的量程尺寸获得。
这样经过实际测量体与量程尺寸之间是有一定距离的，在此过程中探头和基座之间还会出现一些阻碍。
所以为了方便测量体之间存在比较大距离，在与固定探头连接时可采用连接并保持仪器处于较长时间工作状态（请参见图3)。
如果出现上述现象则应检查一下探头连接线是否正确并及时更换（请参见图4),以免由于安装问题造成测量过程中信号不稳定导致错误数据产生。
迈克尔逊干涉仪的调节与使用
迈克尔逊干涉仪的调节和使用一.实验原理迈克尔逊干涉仪是一个分振幅法的双光束干涉仪，其光路如右图所示，它由反光镜M1，M2、分束镜P1和补偿板P2组成。
其中M1是一个固定反射镜，反射镜M2可以沿光轴前后移动，他们分别放置在两个相互垂直臂中，分束镜和补偿板与两个反射镜均成45°且相互平行，分束镜P1的一个面镀有半透半反膜，它能将入射光等强度的分为两束；补偿板是一个与分束镜厚度和折射率完全相同的玻璃板。
迈克尔逊干涉仪结构如下图所示，镜M1、M2的背面各有三个螺丝，调节M1、M2镜面的倾斜度，M1的下端还附有两个互相垂直的微动拉簧螺丝，用以精确的调整M1的倾斜度。
M2镜所在的导轨拖板由精密丝杠带动，可沿着导轨前后移动。
M2镜的位置由三个读数尺所读出的数值的和来确定，主尺、粗调手轮和微调手轮。
如图所示，躲光束激光器提供的每条光纤的输出端是一个短焦距凸透镜，经其汇聚后的激光束，可以认为是一个很好的点光源S发出的球面光波。
S1’为S经M1以及G1反射后所成的像，S2’为S经G1以及M2反射后所成的像。
S2’和S1’为两相干光源。
发出的球面波在其相遇的空间处处相干。
为非定域干涉，在相遇处都能产生干涉条纹。
空间任一点P的干涉明暗由S2’和S1’到该点的光程差Δ=r2-r1决定，其中r2和r1分别为S2’和S1’到P点的光程。
P点的光强分布的极大和极小的条件是：Δ=kλ（k=0，1，2…）为亮条纹Δ=(2k+1)λ（k=0，1，2…）为暗条纹2.He-Ne激光波长的测定当M1’与M2平行时，将观察屏放在与S2’，S1’连线相垂直的位置上，可看到一组同心干涉圆条纹，如图所示。
设M1’与M2之间的距离为d，S2‘和S1‘之间的距离为2d，S2’和S1‘在屏上任一点P的光程差为Δ=2dcosφφ为S2’到P点的光线与M2法线的夹角。
当改变d，光程差也相应发生改变，这时在干涉条纹中心会出现“冒进”和“缩进”的现象，当d增加λ/2，相应的光程差增加λ，这样就会“冒出”一个条纹；当d减少λ/2，相应的光程差减少λ，这样就会“缩进”一个条纹；因此，根据“冒出”和“缩进”条纹的个数可以确定d的该变量，它可以用来进行长度测量，其精度是波长量级，当“冒出”或“缩进”了N个条纹，d的改变两δd为：Δd=Nλ/2二.实验内容1.调节干涉仪，观察非定域干涉（1）水平调节，调节干涉仪底角螺丝，使仪器导轨水平，然后用锁圈锁住。
大学物理实验之迈克尔逊干涉仪的调整与应用方法及步骤详解
其中只利用了 和 ，难以发挥多次测量取平均以减小随机误差的作用，此时应采用隔项 逐差法（简称逐差法）处理数据。
此时 M1 与 M2'之间形成一楔形空气薄层，用平行光照射将产生等厚干涉条纹，即 空气层厚度相同的点光程差相同构成同一级干涉条纹，这些条纹是一系列等间距的直条纹。 8.为什么不能用眼睛直接观察未扩束的激光束？
因为没有扩束的激光能量集中，光强较大，直接射入眼内会使视网膜形成永久性 的伤害。 9.在迈克尔逊干涉仪实验中，用激光作光源的调整过程中，看到的是两排光点还是两个光 点？为什么？
二、拟定利用迈克尔逊干涉仪测量透明薄片的折射率（厚度）的
实验方案，要求如下：
1、简洁明了的实验原理、公式与实验现象 2、根据 1 写出实验方案，要有关键的实验要点及相应实验现象说明
3、确定实验方案的数据测量量，拟定数据记录表格 4、利用仿真实验来验证实验方案
三、（选做）利用仿真实验测量测量钠光的波长、钠黄光双线的 波长差、钠光的相干长度等
实验中看到的是两排光点，因为光线在玻璃板与平面镜之间有多次反射。实验中 只需调节两排光点中最亮光点即可。 10.实验中为什么用逐差法处理实验数据？
本实验采用分组隔项逐差法，可以充分利用所测数据，更好的估算最佳值，更合 理地估算测量误差及不确定度。
（专业文档资料素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的 好评与关注）
注：测波长或测线膨胀系数只需做其中之一，但两个实验都需要掌握；请 注意数据处理文件（迈克尔逊干涉仪的调整与应用数据处理、线膨胀系数测量数 据处理(据环数记温度)、线膨胀系数测量数据处理(据温度记环数)）。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
实验仪器
观察屏
分光板
补偿板 全反镜
粗调手轮 细调手轮
水平调节螺丝 竖直调节螺丝
实验仪器
主尺
粗动手轮读数窗口
最后读数为：33.52246mm
微动手轮
迈克耳逊干涉仪的调节 （技能训练的重点）
1、光源的调节 放置好钠光灯使光源和分光板G1、补偿板G2及反射镜M2中心大致等高，且
三者连线大致垂直于M2镜。适当调节光源及扩束透镜的位置使得在E处视野可看 到均匀的亮斑。 2、等倾干涉条纹的调节 1）转动粗动手轮，尽量使M1、M2距分光板后表面的距离相等。
实验内容
调整迈克尔逊干涉仪 测钠光的波长
转动微动手轮观察干涉条纹的“冒出” 或“缩进”现象，记录干涉条纹“冒出” 或“缩进”50条相对应的M1反射镜的位置d，连续 测10组数据。自行设计数据表格。
数据处理
用逐差法处理数据，计算波长的不确定度，正确表 示实验结果。
优点： 保持了多次测量的优点，减少了随机误差。逐差法 计算简便，可随时“逐差验证”，及时发现数据规 律或错误数据。 适用条件： 要求自变量等间隔变化，函数关系为线性。
半个波长时，便有一个条纹涌出（淹没）。设涌出或淹没的条纹数N，则 λ=2Δd/N. 3、d增大时条纹变细变密，d减小时条纹变粗变疏。
实验原理
利用薄膜等倾干涉测波长
干涉图象中，随着d 的增大或减小，条纹从中 心“冒出”或向中心“缩入”。设M1移动d时， K的变化量为N则
d N
2
数出N个条纹对应的d，即可求出波长。
迈克尔逊干涉仪的调节和使 用
光学实验
主要内容
简介 实验目的 实验原理 实验仪器
实验内容 数据处理 注意事项
简介
实验 迈克尔逊干涉仪的调节和使用
实验迈克尔逊干涉仪的调节和使用迈克尔逊干涉仪是一种用于测量光波长或者光速的仪器。
它的原理是利用光的干涉现象，通过对干涉条纹的观察来确定光波长或光速。
在使用迈克尔逊干涉仪之前，需要对其进行调节和使用。
本文将介绍迈克尔逊干涉仪的调节和使用方法。
一、迈克尔逊干涉仪的构成迈克尔逊干涉仪由四个主要部分组成，包括光源、分束器、反射镜和接收屏。
其中，光源产生光线，分束器将光线分成两束，反射镜将光线反射并重新合并，接收屏上观察条纹以得到测量结果。
（一）调节分束器1、端口对准：将分束器的两个端口（输入端和输出端）对准迈克尔逊干涉仪的两个端口。
2、校正透镜：将透镜与分束器固定并利用透镜校正分束器的输出光斑。
3、调节分束比：通过微调分束器的输入端镜片的位置来调节分束比。
4、校准光路：检查光路是否正确，包括分束后光线是否平行、目标反射镜是否正对着分束器等等。
（二）调节反射镜1、调整反射镜位置：将反射镜置于正确的位置并垂直于光路。
2、确定反射面度数：通过原理图和求解器确定反射面的度数，比如60度。
3、调节反射镜倾斜度：利用半反射膜来调节反射镜的倾斜度，并通过角度计来检查反射镜是否平行于接收屏。
（三）调节光源1、选择光源：选择一款适合的光源。
2、调整灯丝位置：将灯丝调整到正确的位置，使其照亮整个系统。
3、调节灯丝亮度：通过增减电压来调节灯丝的亮度。
（四）调节接收屏1、确定焦距：通过调节接收屏的距离和位置，找出最合适的焦距。
2、校准位置：将接收屏和反射镜垂直，通过调节位置校准光路。
1、准备工作：确保所有部件都已经开始预热，光线已经稳定。
2、测量方法：打开光源，观察条纹的规律性，通过实验得到测量结果。
3、数据处理：将观察到的条纹照片拍摄下来，进行后续处理，包括调整对比度和亮度以及增加标尺等等。
四、注意事项1、留意温度：因为干涉仪精度较高，所以需要注意外部温度的影响。
2、留意光线：因为干涉仪只能使用单色光线，因此需要注意室内环境的影响。
大学物理实验之迈克尔逊干涉仪的调整与应用方法及步骤详解
迈克尔逊干涉实验实验前请认真阅读本要点：（1）听完课后，同学们结合仪器请仔细阅读教材的相关容，特别是P189的干涉仪光路图（图5-61）、P191公式（5-123、5-124）的由来及应用、P193至P194的仪器说明与练习一。
测量固体试件的线膨胀系数还要阅读教材的P136与P138的实验容1。
注：迈克尔逊干涉仪有仿真实验，同学们可以在实验之前用其进行预习。
仿真实验位于：桌面\大学物理仿真实验\大学物理仿真实验 v2.0（第二部分），其中大学物理仿真实验 v2.0（第二部分）.exe为正式版，大学物理仿真实验示教版 v2.0（第二部分）.exe为示教版，同学们在使用之前可先看示教版。
（2）实验容1）掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法，并记录位置改变时干涉条纹的变化，如条纹的“冒出”和“缩进”、条纹的疏密、条纹间距与“空气薄膜”的关系等。
2）根据逐差法的要求确定如何合理测量数据，规记录实验数据及已知参数等。
3）拟定利用迈克尔逊干涉仪测量透明薄片的折射率（厚度）的实验方案，并利用仿真实验来验证实验方案。
4）（选做）利用仿真实验测量测量钠光的波长、钠黄光双线的波长差、钠光的相干长度等。
（3）阅读F盘上的数据处理文件（迈克尔逊干涉仪的调整与应用数据处理、线膨胀系数测量数据处理(据环数记温度)、线膨胀系数测量数据处理(据温度记环数)），了解需测量的数据要求（处理需用逐差法），确定如何进行数据测量。
根据需测量的数据，在实验仪器上进行预测量与观察相应的实验现象，即先测量一小部份数据，弄清测量的重点与难点，确定测量方法，然后进行正式测量。
（4）测波长与测线膨胀系数的主要调节方法是一样的，需掌握迈克尔逊干涉光路的调节方法，并了解干涉条纹的变化情况，如条纹的“冒出”和“缩进”、条纹的疏密、条纹间距与“空气薄膜”的关系等。
（一些问题详见附录4 疑难解答）测量He-Ne激光的波长的同学还要掌握如何正确使用读数结构（包括如何读数、校零、消空程等）。
迈克尔逊干涉仪的调节与使用
三、实验仪器
迈克尔逊干涉仪（WSM—100型） 钠光灯、毛玻璃屏
He—Ne激光器、扩束镜
三、实验仪器
迈克尔逊干涉仪的主体结构 底座：调平螺丝、锁紧圈 导轨 动镜部分：三个螺丝用来调节镜面倾角 定镜部分：三个螺丝，水平、垂直调节螺丝 分光板、补偿板 观察屏 读数及传动系统
三、实验仪器
观察屏
分光板
六、思考题
1、白光等厚等倾干涉时的同一级条纹中，各色光的 排列顺序怎样？为什么？ 2、在观察等厚干涉时，干涉条纹怎样随空气楔角的
变化而变化？为什么？
3、举例说明迈氏干涉仪的其它用途。
四、实验内容
缓慢移动M1，找到反衬度最小的位置，继续移动M1 记 下反衬度再出现10次最小时M1移动的距离Δd，算出Δλ。
4、观察等厚干涉 移动M1镜，使d≈0 ；
调节水平/垂直拉簧螺丝，使M1倾斜。
四、实验内容
数据记录表格 （ λ=6. 328×10-7m ）
干涉环变化数K1 位置读数d1 (mm) 0 50 100 150 200
补偿板
动镜
定镜 调节螺钉 粗调手轮 导轨
水平调节螺丝
细调手轮 底座 竖直调节螺丝 锁紧圈 调平螺丝
三、实验仪器
动镜
精密丝杆
主尺
ห้องสมุดไป่ตู้拖板
三、实验仪器
迈克尔逊干涉仪的读数系统
主尺（1mm)
粗动手轮读数窗口
(0.001mm)
微动手轮 (0.00001mm)
最后读数为：33.52246mm
四、实验内容
1、迈克尔逊干涉仪的调整
大学物理实验
迈克尔逊干涉仪的调节与使用
一、实验目的
1、观察干涉条纹，点光源的非定域干涉，面光源 的等倾、等厚干涉形成的条件、条纹特点。 2、掌握迈克尔逊干涉仪的结构、原理、特点及 调整和使用方法。 3、掌握用迈克尔逊干涉仪测量单色光的波长及 钠光双线的波长差的原理及方法。 重点：干涉条纹形成的原理 难点：迈克尔逊干涉仪的调节