实验报告_迈克耳孙干涉仪的调整与使用
迈克尔逊干涉仪的调节与使用的实验报告
d M2’
光源S
1
G1
G2
2
2
1
M2
半透膜
补偿板
E
1．等倾干涉图样
当M1和M2两个平面镜严格垂直，即当M1和M
‘ 严格 2
平行时，所得干涉为等倾干涉，干涉条纹厚干涉图样
在入射光为平行光的条件下，当M1和M2两平面镜不 完全垂直时，等厚干涉条纹的图样是等距离的明暗相间的 直条纹。
迈克尔逊干涉仪是一种利用分割光波振幅的方法 实现干涉现象的仪器，它由一套精密的机械传动系统 和四个高质量的光学镜片构成的。
迈克尔逊干涉仪原理图：自光源发出的光线，被分光板G1后表面的半透 膜分成光强近似相等的两束：反射光（1）和透射光（2）。由于G1与平 面镜M1、M2均成450角，所以，反射光（1）在近于垂直地入射到平面反 光镜M1后，经反射又沿原路返回，透过G1到达E处。透射光（2）在透过 补偿板G2后，近于垂直地入射到平面镜M2上，经反射又沿原路返回，在 分光板后表面反射后向E处传播，与光线（1）相遇后在E处可形成干涉。
（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。
11、空程消除。
五、读数和测量应注意以下几个问题：
1、读数前:
（1）调整零点：将鼓轮沿某一方向旋转到零刻度线，然后， 以相同方向转动手轮，使它与某一刻度对齐。 （2）读数前，还必须消除空程。当零点调整完毕后，将鼓轮 沿原方向转动，直到观察到干涉条纹移动为止，之后，记录 第一个数据d0 ， d0…d8。 计算出D=di-d0。。
2、读数方法： 三部分：主尺、窗口、鼓轮
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λ=643.84696nm ）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。
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˚倾斜的分光板G 1上，G 1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M 1和M 2上，经两平面镜反射至G 1后汇合在一起。
仔细调节M 1和M 2，就可以在E 处观察到干S-激光束；L-扩束镜；G 1-分光板；G 2-补偿板；M 1、M 2-反射镜；E-观察屏。
图7-1迈克耳孙干涉仪光路图涉条纹。
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(2)与光束(1)在玻璃中走过的光程大致相等。
迈克尔逊干涉仪的调整与使用（实验报告）
迈克尔逊干涉仪的调整与使用姓名：赵云专业：班级：学号：实验日期：2007-9-1下午实验教室：5204 指导教师：【实验名称】迈克尔逊干涉仪的调整与使用【实验目的】1.了解迈克尔逊干涉仪的干涉原理和迈克尔逊干涉仪的结构，学习其调节方法；2．调节非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉条纹，了解非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉的形成条件及条纹特点；3．利用白光干涉条纹测定薄膜厚度。
【实验仪器】迈克尔逊干涉仪（20040151），He-Ne激光器（20001162），扩束物镜【实验原理】1.迈克尔逊干涉仪图1是迈克尔逊干涉仪的光路示意图G 1和G2是两块平行放置的平行平面玻璃板，它们的折射率和厚度都完全相同。
G1的背面镀有半反射膜，称作分光板。
G2称作补偿板。
M1和M2是两块平面反射镜，它们装在与G1成45º角的彼此互相垂直的两臂上。
M2固定不动，M1可沿臂轴方向前后平移。
由扩展光源S发出的光束，经分光板分成两部分，它们分别近于垂直地入射在平面反射镜M1和M2上。
经M1反射的光回到分光板后一部分透过分光板沿E的方向传播，而经M2反射的光回到分光板后则是一部分被反射在E方向。
由于两者是相干的，在E处可观察到相干条纹。
光束自M1和M2上的反射相当于自距离为d的M1和M2ˊ上的反射，其中M2ˊ是平面镜M2为分光板所成的虚像。
因此，迈克尔逊干涉仪所产生的干涉与厚度为d、没有多次反射的空气平行平面板所产生的干涉完全一样。
经M1反射的光三次穿过分光板，而经M2反射的光只通过分光板一次，补偿板就是为消除这种不对称性而设置的。
双光束在观察平面处的光程差由下式给定：Δ＝2dcosi式中：d是M1和M2ˊ之间的距离，i是光源S在M1上的入射角。
迈克尔逊干涉仪所产生的干涉条纹的特性与光源、照明方式以及M1和M2之间的相对位置有关。
2．等倾干涉如下图所示，当M2与M1严格垂直，即M2ˊ与M1严格平行时，所得干涉为等倾干涉。
干涉条纹为位于无限远或透镜焦平面上明暗的同心圆环。
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
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（589.3Na nm λ=）不确定度计算：2.48Ax δ∆==mm , 0.00004B mm ∆=d U ∆⇒=mm 2d U U N λ∆=∆=4.4nm , 100%r U U λλλ=⨯=0.74%. 1.2 双线的波长差：0.59Na nm λ∆=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M 2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2M 镜的方位，使其与1M 镜大致垂直。
细调拉丝：精密调节2M 镜的方位，使使其与1M 镜严格垂直。
鼓轮：调节2M 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2d N λ=∆∆计算。
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。
迈克尔逊干涉仪的调整和使用
2 迈克尔逊干涉仪的调整和使用仪器简介迈克尔逊干涉仪是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷发明的分振幅法双光束干涉仪，其主要特点是两相干光束分得很开，且它们的光程差可通过移动一个反射镜（本实验采用此方法）或在一光路中加入一种介质来方便地改变，利用它可以测量微小长度及其变化，随着应用的需要，迈克尔逊干涉仪有多种多样的形式。
迈克尔逊干涉仪的结构如图，一个机械台面5固定在较重的铸铁底座2上，底座上有三个调节螺丝钉1，用来调节台面的水平。
在台面上装有螺距为1毫米的精密丝杆6，丝杆的一端与齿轮系统12相连接，转动手轮13或微调鼓轮15，都可使丝杆转动，从而使卡在丝杠上的平面镜M 2沿着导轨7移动。
M 2镜的位置及移动的距离可从装在台面左侧的毫米标尺（未画出）、读数窗11及微调鼓轮15上读出。
手轮和微调鼓轮圆周均被分成100小格，微调鼓轮每转一周，手轮就转过1格；手轮每转过一周（由读数窗读出），M 2镜就平移1毫米。
由此可见，三个位置读数时，最小刻度有如下关系：毫米标尺（直线）∶手轮（读数窗）∶微调鼓轮（刻度圆周）＝104∶102∶1根据有效数字的特点，在微调鼓轮圆周上还可估读一位，即以毫米为单位记录M 2镜的位置时，应保留到10-5。
M 1镜是固定在镜台上的，M 1 、M 2两镜的后面各有三个螺丝钉4，可改变镜面倾斜度（实验中只调节M 1镜后的螺丝），M 1镜台下面还有一个水平微调螺丝和一个垂直微调螺丝，其松紧使镜台产生一极小的形变，从而可以对M 1镜的倾斜度作更精细的调节，G 1和G 2分别为分光板和补偿板。
M 1 、M 2和G 1的内表面都镀了银（便于反射光线，其中G 1的内表面为半反射面）。
在操作及测量读数时要注意：(1)分光板G 1、补偿板G 2和平面镜M 1（M 2）均成45°角，且已固定在基座上，调节时动作要轻，不得强扳。
(2)分光板G 1、补偿板G 2、平面镜M 1和平面镜M 2均为精密光学元件，必须保持清洁，切忌6精密丝杆(附标尺)11 读数窗 12 13 15 14 16触摸或拆卸，也不要擦拭光学表面。
迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验报告迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验报告引言：迈克尔逊干涉仪是一种重要的光学仪器，它可以用来测量光的干涉现象。
在本实验中，我们将对迈克尔逊干涉仪进行调整，并使用它来观察干涉条纹的产生和变化。
一、实验目的本实验的主要目的是熟悉迈克尔逊干涉仪的调整方法，了解干涉条纹的产生原理，并通过实验观察干涉条纹的变化。
二、实验器材1. 迈克尔逊干涉仪：包括光源、分束器、反射镜和接收屏等组成部分。
2. 平行光源：用于提供单色光源。
3. 反射镜：用于反射光线。
4. 接收屏：用于观察干涉条纹。
三、实验步骤1. 调整光源：将平行光源放置在适当位置，并调整其亮度，保证光线足够明亮。
2. 调整分束器：将分束器放置在适当位置，使得光线能够均匀地分成两束。
3. 调整反射镜：将反射镜放置在适当位置，使得其中一束光线经过反射后与另一束光线相遇。
4. 调整接收屏：将接收屏放置在适当位置，并调整其位置，使得干涉条纹能够清晰地显示出来。
5. 观察干涉条纹：调整各个部分的位置，观察干涉条纹的产生和变化，并记录下观察结果。
四、实验结果与分析通过实验观察，我们可以看到干涉条纹的产生和变化。
当两束光线相遇时，由于光的波动性，会形成干涉现象。
当两束光线相位差为整数倍的波长时，会产生明纹，而相位差为半整数倍的波长时，会产生暗纹。
通过调整反射镜和接收屏的位置，我们可以改变两束光线的光程差，从而观察到干涉条纹的变化。
在实验过程中，我们还观察到了干涉条纹的间距变化随光源波长的变化而变化。
根据迈克尔逊干涉仪的原理，当光源波长增大时，干涉条纹的间距也会增大；当光源波长减小时，干涉条纹的间距也会减小。
这是因为光的波长与干涉条纹的间距之间存在一个正比关系。
五、实验总结通过本次实验，我们学习了迈克尔逊干涉仪的调整方法，并通过观察干涉条纹的产生和变化，加深了对干涉现象的理解。
我们还发现了干涉条纹的间距与光源波长之间的关系。
这些实验结果对于进一步研究光的干涉现象和应用具有重要意义。
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。
迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验报告迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验报告引言：迈克尔逊干涉仪是一种常用的光学仪器，被广泛应用于干涉测量、光学相干等领域。
本文将介绍迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验报告，以帮助读者更好地理解和应用该仪器。
一、实验目的本实验的目的是通过调整迈克尔逊干涉仪的各个部件，使其能够正常工作，并实现干涉现象的观察和测量。
二、实验器材1. 迈克尔逊干涉仪主体：包括光源、分束器、反射镜、反射镜支架等。
2. 干涉图样观察装置：包括目镜、测量尺等。
三、实验步骤1. 调整光源：将光源放置在适当位置，并确保其能够发出稳定的光束。
2. 调整分束器：通过调整分束器的位置和角度，使得从分束器出射的两束光能够平行地照射到反射镜上。
3. 调整反射镜：调整反射镜的位置和角度，使得反射的光能够重新汇聚到分束器上，并形成干涉现象。
4. 观察干涉图样：通过目镜观察干涉图样，调整反射镜的位置和角度，使得干涉条纹清晰可见。
5. 测量干涉现象：使用测量尺等测量工具，对干涉条纹进行测量，以得到干涉现象的具体参数。
四、实验结果与分析经过以上调整步骤，我们成功地调整了迈克尔逊干涉仪，并观察到了清晰的干涉图样。
通过测量尺测量干涉条纹的间距，我们可以得到干涉现象的具体参数，如波长、相位差等。
在实验过程中，我们注意到调整分束器的位置和角度对干涉图样的清晰度和稳定性有很大的影响。
如果分束器位置不准确，会导致干涉图样模糊或消失；如果分束器角度不准确，会导致干涉图样的条纹不清晰。
因此，在调整分束器时需要仔细操作，确保其位置和角度的准确性。
另外，调整反射镜的位置和角度也是关键步骤。
反射镜的位置调整不当会导致干涉图样错位或形成不规则的干涉条纹；反射镜的角度调整不当会导致干涉条纹的强度变化或消失。
因此，在调整反射镜时需要注意细微的调整，并通过目镜观察干涉图样的变化，以达到最佳的调整效果。
五、实验总结通过本次实验，我们成功地调整了迈克尔逊干涉仪，并观察到了清晰的干涉图样。
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整和使用
105实验5-9 迈克尔逊干涉仪的调整和使用迈克尔逊干涉仪是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作为研究“以太”漂移而设计出的精密光学仪器，在近代物理学的发展中起过重要的作用。
迈克尔逊曾用迈克尔逊干涉仪进行了“以太漂移”实验、标定米尺及推断光谱线精细结构等三项著名的实验。
第一项实验否定了“以太”的存在，从而“催生”了爱因斯坦于1905年提出的狭义相对论；第二项实验实现了长度单位的标准化，对近代计量技术的发展作出了重要贡献；迈克尔逊研究了干涉条纹可见度随光程差变化的规律，并以此推断光谱线的精细结构，这是干涉分光技术的最早工作。
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。
近代干涉仪有许多都是从迈克尔逊干涉仪的基础上发展起来的，这些干涉仪可准确测定光波的波长、微小长度和透明介质的折射率等，在近代计量技术中得到了广泛应用。
由于迈克尔逊干涉仪的设计精巧，用途广泛，迈克尔逊曾于1907年获诺贝尔物理学奖。
【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．利用点光源产生的非定域干涉条纹测定He-Ne 激光的波长。
3．观察面光源产生的等倾、等厚干涉条纹，了解它们的形成条件及条纹特点。
【实验器材】WSM-100型迈克尔逊干涉仪、He-Ne 激光器、毛玻璃屏、扩束镜。
【实验原理】一、迈克尔逊干涉仪的原理及结构 1. 光路迈克尔逊干涉仪是一种分振幅双光束干涉仪，光路见图5-9-1。
从光源S 发出的一束光射到分束镜1G 上，1G 板后表面镀有半反射(银)膜，这个半反射膜将一束光分为两束，一束为反射光(1)，另一束为透射光(2)，当激光束以与1G 成45°角射向1G 时，被分为互相垂直的两束光，它们分别垂直射到反射镜1M 、2M 上，1M 、2M 相互垂直，则经反向后这两束光再回到1G 的半反射膜上，又重新会集成一束光。
由于反射光(1)和透射光(2)为两束相干光，因此，我们可在E 方向观察到干涉现象。
实验八迈克尔逊干涉仪的调节和使用
实验⼋迈克尔逊⼲涉仪的调节和使⽤实验15 迈克⽿孙⼲涉仪的调节与使⽤19世纪末，美国物理学家迈克尔孙（A.A.Michelson ）为测量光速，依据分振幅产⽣双光束实现⼲涉的原理，设计制造了迈克尔孙⼲涉仪这⼀精密光学仪器。
迈克尔孙与其合作者⽤这仪器完成了相对论研究中具有重要意义的“以太”漂移实验，实验结果否定了“以太”的存在，为爱因斯坦建⽴狭义相对论奠定了基础。
在近代物理学和近代计量科学中，迈克尔孙⼲涉仪不仅可以观察光的等厚、等倾⼲涉现象，精密地测定光波波长、微⼩长度、光源的相⼲长度等，还可以测量⽓体、液体的折射率等。
迈克尔孙1907年获诺贝尔物理学奖。
迈克尔孙⼲涉仪的基本原理已经被推⼴到许多⽅⾯，研制成各种形式的精密仪器，⼴泛地应⽤于⽣产和科学研究领域。
近年来，美国物理学家正在⽤40m×40m 的迈克尔孙⼲涉仪探测引⼒波。
1 [实验⽬的]1.1了解迈克⽿孙⼲涉仪的基本结构，学习其调节和使⽤⽅法。
1.2观察各种⼲涉条纹，加深对薄膜⼲涉原理的理解。
1.3测定激光的波长。
2 [实验仪器]迈克⽿孙⼲涉仪(WSM-100型)，多束光纤激光器，钠光灯。
3 [仪器介绍]WSM-100型迈克⽿孙⼲涉仪的主体结构如图16-1所⽰，主要由底座、导轨、拖板、定镜、读数及传动系统、附件等六个部分组成。
3.1底座底座由⽣铁铸成，较重，确保证了仪器的稳定性。
由三个调平螺丝9⽀撑，调平后可以拧紧锁紧圈10以保持座架稳定。
3.2导轨导轨7由两根平⾏的长约280毫⽶的框架和精密丝杆6组成，被固定在底座上精密丝杆穿过框架正中，丝杆螺距为1毫⽶，如图16-2所⽰。
3.3拖板部分拖板是⼀块平板，反⾯做成与导轨吻合的凹槽，装在导轨上，下⽅是精密螺母，丝杆穿过螺母，当丝杆旋转时，拖板能前后移动，带动固定在其上的移动镜11（即M 1）在导轨⾯上滑动，实现粗动。
M 1是⼀块很精密的平⾯镜，表⾯镀有⾦属膜，具有较⾼的反射率，垂直地固定在拖板上，它的法线严格地与丝杆平⾏。
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。
实验八 迈克尔逊干涉仪的调节和使用
实验八迈克尔逊干涉仪的调节和使用【实验目的】１．掌握迈克尔逊干涉仪的调节和使用方法；２．调节和观察迈克尔逊干涉仪产生的干涉图，加深对各种干涉条纹特点的理解。
【实验仪器和设备】迈克尔逊干涉仪、He~Ne激光器、扩束镜、小孔光阑、白炽灯、毛玻璃显示屏。
【实验原理】一、迈克尔逊干涉仪简介迈克尔逊干涉仪是一百多年前，物理学家迈克尔逊为了要测量“以太风”而设计出来的一种精密测长仪器，它是用“光的分振幅法”，将一束光分成两束相干光，经过分得很开的路径以后重新相遇而干涉的原理制成的。
由于仪器设计得巧妙，用途广泛，测量长度精密准确，为当时空前启后的发明，从而迈克尔逊获得1907年的诺贝尔奖。
实验室最常用的迈克尔逊干涉仪其原理图和结构图如图１所示。
[1]底座[2]水平调节螺钉脚[3]导轨架[4]丝杆[5]拖板[6]动镜M1[7]调节螺钉（3只）[8]定镜M2[9]调节螺钉[10]水平拉簧螺钉[11]垂直拉簧螺钉[12]分光板P1[13]补偿板P2[14]粗调手轮[15]读数窗口[16]微调手轮[17]米尺[18]支架杆和夹紧螺丝[19]显示屏M1和M2是在互相垂直的两臂上旋转的两个平面反射镜，其背面各有三个调节螺旋，用来调节镜面的方位；M2是固定的，M１由精密丝杆控制，可向臂轴前后移动，其移动距离由转盘读出。
仪器前方粗动手轮值为１０－２mm，右侧微动手轮的分度值为１０－４mm，可估读至１０－５mm，两个读数手轮属于蜗轮蜗杆传动系统。
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 ，且在P1的第二平面是镀以半透（半反射）膜，以便将入射光分成振幅近似相等的反射光１和透射光２，故P１板又称为分光板。
P2也是一平行平面玻璃板，与P１平行放置，厚度和折射率均与P1相同。
由于它补偿了1和2之间附加的光程差，故称为补偿板。
从扩展光源S 射来的光，到达分光板P 1后被分成两部分，反射光1在P 1处反射后向着M 1前进；透射光2透过P 1后向着M 2前进，这两列光波分别在M 1、M 2上反射后逆着各自的入射方向返回，最后都到达E 处，既然这两列光波来自光源上同一点，因而是相干光，在E 处的观察者都能看到干涉图样。
大学物理实验报告之迈克尔逊干涉仪的调节与使用
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并掌握调节方法2、观察等厚干涉、等倾干涉以及白光干涉。
3、测量钠双线的波长差。
二、仪器用品迈克尔逊干涉仪，He-Ne多光束光纤激光器。
三、实验原理1、迈克尔逊干涉仪：迈克耳孙干涉仪是一个分振幅法的双光束干涉仪，其光路如图所示，它由反射镜M、M、分束镜P和补偿板P组1212成。
其中M是一个固定反射镜，反射镜M可以沿光轴前12后移动，它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P的一1 个面镀有半透半反膜，它能将入射光等强度地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。
迈克耳孙干涉仪的结构如图所示。
镜M、M的背面各有三12个螺丝，调节M、M镜面的倾斜度，M的下端还附有两个121互相垂直的微动拉簧螺丝，用以精确地调整M的倾斜度。
1M镜所在的导轨拖板由精密丝杠带动，可沿导轨前后移动。
2M镜的位置由三个读数尺所读出的数值的和来确定：主尺、2粗调手轮和微调手轮。
1*14-5-2辺应匚孙卜沙腫1...I'劭型昇-川出世柿沖叶轨沖灯樓山氐川比II.T-帧和黑1」；k训“山射袒.M宀-分他出5M船比〔:川1机IWJMfili孜御LXII-训定乖血；is—flldtj PifcqM-jMttljrJ3M,的术T・|；f板蝉狀：IM盛刑P轮I订一MJ勺忙ll忡.Ji端迂如图所示，多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，经其会聚后的激光束，可以认为是一个很好的点光源S发出的球面光波。
5'为5经皿及6反射后111所成的像，S'为S经G及M反射后所成的像。
S'和S'21221 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S'和S'到该点的光程差A=r-r决定,2121 其中r和r分别为S'和S'到P点的光程。
迈克尔逊干涉仪的调整与使用.
干 涉 光 路 原 理 图
分光板把入射光分成两束强度几乎相等的光束（因此迈克 尔逊干涉仪是分振幅干涉），这两束光经过两个平面镜的 反射之后汇集到分光板后面发生干涉，形成干涉条纹（因 此迈克尔逊干涉仪是双光束干涉）。可动平面镜和固定平 面镜的虚像形成了一个薄的空气层，这两束光可以看成是 从该膜的上下底面上方反射回来的。这种干涉现象跟厚度
空气劈尖，则形成等厚干涉条纹------直条纹。 5、如果利用扩展白光源，则可以看到彩色条纹。
【实验内容】
一、调节迈克尔逊干涉仪
粗调：将迈克尔逊干涉仪三个底脚螺丝调平；两个平面 镜后面的调节螺钉松紧适当；镜座上的两个调节 螺钉松紧适当；转动粗调手轮，使两个平面镜到 分光板的距离大致相等。
细调：调节激光器使光束水平，并入射到分光板的中心 且使入射光与反射光基本重合，仔细耐心轻缓的调 节两个平面镜后面的螺钉，使两个平面镜反射到观 察屏上的发光最亮点严格重合，此时在观察屏上能 够看到很小范围的干涉条纹。说明迈克尔逊干涉仪 基本调好。
1、分析并说明迈克耳逊干涉仪中所看到的明暗相 间的同心圆环与牛顿环有何异同？
2、分纹时，如确实用激光已调节
好，改换钠光后，但条纹并未出现，试分析可 能的原因。
再见！
仔细调节镜座上的两个调节螺钉中的一个，使空气膜 变成有一微小夹角的空气劈尖，则可看到直条纹----定 域在薄膜附近的等厚干涉条纹。
三、白光干涉----彩色条纹的观察
换上扩展的白光光源照亮分光板。
自行设计实验步骤，观察彩色条纹。
为什么彩色干涉条纹只能出 现在接近于零的地方？ 如何找到这一位置？
【思考与讨论】
二、观察非定域干涉图样并测量He—Ne激光的波长
在He—Ne激光器和分光板之间放上扩束透镜，使发散 的激光束均匀照亮分光板，则在观察屏上看到同心圆环 条纹———这就是点光源形成的非定域干涉条纹。如果 圆心不在屏的中心，应调整镜座上的两个调节螺钉。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用(正式报告)
迈克尔逊干涉仪的调节和使用（正式报告）首先，调节迈克尔逊干涉仪的光源。
一般来说，我们可以使用激光作为光源，因为激光具有单色性和相干性，这有助于获得更清晰的干涉图案。
但是在实验过程中，也可以使用其他光源，只需确保光线的单色性。
接下来，调节迈克尔逊干涉仪的反射镜。
迈克尔逊干涉仪由两个反射镜组成，一个称为固定镜，另一个称为移动镜。
首先，将干涉仪的移动镜移到极端位置，以确保光线可以正常通过反射镜。
然后，在通过逐渐调节移动镜的位置，使得光线尽量垂直反射镜并回到入射方向。
然后，调节迈克尔逊干涉仪的分束镜。
分束镜是将一束光线分为两束的关键部分。
在调节分束镜时，我们需要将光线分成两束，并使其传播的路径相等。
要做到这一点，首先将一个探测器放在一个路径上，然后调整分束镜的位置，使得两束光线能够同时到达该探测器。
在进行实验之前，我们还需要调节探测器。
探测器主要用于检测通过干涉仪的光的干涉图案。
我们需要将探测器调整到最佳位置，以获得清晰的干涉条纹。
通常，探测器会发出一个高频声音，当干涉图案最清晰时，声音会最大。
因此，我们可以通过听觉判断探测器是否被正确调节。
最后，在进行实验时，我们需要注意避免干扰因素。
迈克尔逊干涉仪对环境的稳定性要求较高，应尽量避免振动、温度变化和空气流动等干扰因素。
此外，还需要保持实验室的洁净度，以防止灰尘等杂质影响干涉图案的清晰度。
在实验过程中，还可以通过调整迈克尔逊干涉仪的参数来观察不同的干涉效果。
例如，改变移动镜的位置可以改变干涉条纹的位置和宽度。
调整反射镜的角度也可以改变干涉图案的形状。
通过不断调整这些参数，我们可以得到更多有关光的干涉现象的信息。
综上所述，迈克尔逊干涉仪的调节和使用是实验中非常重要的一步。
通过正确地调节光源、反射镜、分束镜和探测器，以及注意避免干扰因素，我们可以获得准确且清晰的干涉图案，从而得到有关光的干涉现象的有价值的结果。
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、实验目的1.了解迈克尔逊干涉仪的结构，并掌握调节方法；2.使用迈克尔逊干涉仪测量实验中所用激光的波长.二、实验仪器迈克尔逊干涉仪，多光束光纤激光器三、实验原理1.迈克尔逊干涉仪(1)仪器结构结构如下所示：光路如下图所示：(2)仪器原理迈克尔逊干涉仪是一个分振幅法的双光束干涉仪.其光路如上图所示，它由反射镜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，它们分别放置在两个相互垂直臂上；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成两束；补偿板是一个与分束镜厚度和折射率完全相同的玻璃板.镜M1,M2背面各有三个螺丝，用于调节M1,M2的镜面的倾斜度，M1下端还附有两个互相垂直的微动拉簧螺丝，用于精密的调节M1的倾斜度.M2镜所在的拖板由精密丝杠带动，可沿导轨前后移动.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(a)所示，多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，经会聚后的激光束，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及G1反射后所成的像.S2′和S1′为两个相干光源，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∆=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：∆=kλ (k=0,1,2,⋯)亮条纹∆=(2k+1)λ (k=0,1,2,⋯)暗条纹(2)激光波长的测定当M1,M2平行时，将观察屏放在与S2′ S1′连线相垂直的位置上，可以看到一组同心干涉圆条纹，如图(b)所示：设M1,M2之间距离为d，则S2′和S1′之间距离为2d，S2′和S1′在屏上任一点P的光程差为：∆=2d cosφφ是S2′射到P点的光线与M2的夹角.当改变d，光程差也相应的发生变化，这时在干涉条纹中心会“冒出”和“缩进”的现象.当d 增加λ/2，相应的光程差增加λ，在中心的条纹干涉级次由k变为k+1，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，在中心的条纹干涉级次由k变为k−1，这样就会“缩进”一个条纹.因此，根据“冒出”或“缩进”条纹的个数就可以确定d的改变量，它可以用来进心长度比较，其精度是光波长量级.当“冒出”或“缩进”了N个条纹，d的改变量δd为：δd=N λ2四、实验步骤1.调节干涉仪，观察非定域干涉(1)水平调节.调节干涉仪底脚螺丝，使仪器导轨平面水平，然后锁住锁紧圈；(2)等臂调节.调节粗调手轮，移动M2，让M1,M2和G1大致等距；(3)最亮点重合.打开激光器，调节输出嘴位置，让光束垂直入射M1的中心部位.观察M1,M2中每次反射回来最亮的点，调节M1,M2后的调节螺丝，使两排亮点中最亮的光点严格重合（先调节M1，后调节M2）；(4)将条纹移到屏中间；(5)观察非定域干涉；(6)观察并思考条纹特征与d的关系.2.测量激光波长(1)仪器调零.旋转微调手轮时，粗调手轮会随之变化，而旋转粗调手轮时，微调手轮并不发生变化，所以测量前必须调零.方法如下：沿某方向将微调手轮调到零并记住旋转方向（为避免空程差，后面的测量都要沿此方向），沿同一方向旋转粗调手轮使之对准某一刻线（注意，此时之后粗调手轮不可再动）.测量过程中若需要反方向旋转微调手轮，则一定需要重新调零.条纹移动数N10 50 100 150 200 250 可移动镜位置d1/mm51.73495 51.75068 51.76651 51.78264 51.79841 51.81420由图中拟合曲线及公式可以计算出：λ=2k=2×0.0003175mm=0.000635mm=6.35×10−4mm=6.35×10−7=635nm五、实验思考1.在实验中会观察到椭圆或马鞍型的条纹，思考成因.当M1,M2镜不相互平行时，就会出现椭圆或马鞍型的干涉条纹.2.改用台灯做光源会有什么现象.台灯的光可以近似看成白光，白光是复色光，在M1,M2非常靠近时，会出现彩色的干涉环.。
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【实验题目】迈克耳逊干涉仪的调整与使用【实验记录与数据处理】
1．实验仪器
2．仪器调整记录：
3．光波波长测定
计算：
4．选作：
【结论】
结论：
【复习题】
迈克耳逊干涉仪在什么状态才能出现清晰的等倾干涉条纹？应该如何调节仪器到改状态？
答：在干涉过程中，如果两束光的光程差是光波长的整数倍（0，1，2……），在光检测器上得到的是相长的干涉信号；如果光程差是半波长的奇数倍（0.5，1.5，2.5……），在光检测器上得到的是相消的干涉信号。
当两面平面镜严格垂直时为等倾干涉，其干涉光可以在屏幕上接收为圆环形的等倾条纹；而当两面平面镜不严格垂直时是等厚干涉，可以得到以等厚交线为中心对称的直等厚条纹。
在光波的干涉中能量被重新分布，相消干涉位置的光能量被转移到相长干涉的位置，而总能量总保持守恒。
报告成绩（满分30分）：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽指导教师签名：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽日期：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。