(完整版)迈克尔逊干涉研究性实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告英文回答:Michelson Interferometer Experiment Report。
Introduction。
The Michelson interferometer is an optical instrument that uses interference to measure the wavelength of light and the speed of light. It was invented by Albert A. Michelson in 1881. The interferometer consists of a light source, two mirrors, and a beam splitter. The light source is split into two beams by the beam splitter. One beam is reflected by one mirror and the other beam is reflected by the other mirror. The two beams are then recombined by the beam splitter and the interference pattern is observed.Methods。
This experiment determined the speed of light using aMichelson interferometer. The following apparatus was used: 1A Michelson interferometer。
2A helium-neon laser。
3A power supply。
4A photodetector。
5A digital oscilloscope。
迈克尔孙实验报告
迈克尔孙实验报告篇一:迈克尔孙干涉仪实验实验报告实验题目:迈克尔逊干涉仪实验成绩:一、实验目的1、学习迈克尔逊干涉仪的使用;2、测量He-Ne激光器发出光波的波长。
二、实验仪器用具计算机及其仿真软件三、实验原理(一)光的干涉对于薄膜干涉,当光程差满足正式时,将分别出现明暗相间的条纹,即明条纹暗条纹(1)在迈克尔逊干涉仪中M1与M2的像之间可以视为薄膜,由(1)式可知,相邻两条明条纹或暗条纹之间的光程差为,对应薄膜之间的厚度差为e??/2。
因此当视野中移过n条干涉条纹时,则M1移动的距离为h?ne?n?2(2)实验时只需测出当视野中移过n条干涉条纹时,M1移动的距离,即可以利用(2)来测量光波的波长。
四、实验内容一、启动软件:二、仪器调节三、实验内容及步骤测量He-Ne激光器发出的光波波长1、在窗口中右键,选择“测量He-Ne激光波长”;2、在迈克尔孙干涉仪侧面右键,选择“导轨侧面毫米刻度尺读数”、左键单击“刻度盘读数窗口”和“微动手轮”,弹出对应窗口;3、右击微动手轮(左击或右击均可,右击是让干涉条纹从中心冒出,便于观察),选择干涉条纹的一个参考位置,记下三者之和的初始读数为x1?;4、继续右击微动手轮,让干涉条纹从中心冒出,当连续冒出n?100个干涉条纹时,刻度尺三者之和的读数为x2? ;5、M1移动的距离为h?x2?x1? ;6、利用(2)计算He-Ne激光器发出的光波波长??2h? n相对误差为 E?,其中He-Ne激光的波长为6.328?10m。
?7篇二:迈克尔逊干涉仪的使用实验报告学生物理实验报告实验名称迈克尔逊干涉仪的使用学院专业班级报告人学号同组人学号同组人学号同组人学号理论课任课教师实验课指导教师实验日期报告日期实验成绩批改日期篇三:迈克尔孙干涉仪实验报告迈克耳孙干涉仪实验报告实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构及工作原理,掌握其调试方法2、学会观察非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉及光源的时间相干性,空间相干性等重要问题。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告英文回答:Michaelson interferometer is an important optical instrument that is used to measure the speed of light and the index of refraction of materials. It was invented by Albert A. Michelson in 1881. The interferometer consists of two arms of equal length that are perpendicular to each other. A beam of light is split into two beams, and each beam is sent down one of the arms. The beams are then reflected back to the point where they were split, and they interfere with each other. The interference pattern can be used to measure the speed of light and the index of refraction of the materials in the arms.The Michelson interferometer has been used to make many important discoveries about the nature of light. For example, it was used to measure the speed of light towithin 1/100th of a percent. It was also used to show that the speed of light is the same in all directions,regardless of the motion of the observer. This result wasin conflict with the prevailing theory of light at the time, which predicted that the speed of light would be different depending on the direction of motion.The Michelson interferometer is still used today in a variety of applications, including measuring the index of refraction of materials, testing optical components, and studying the properties of light. It is a versatile and powerful instrument that has played an important role inthe development of optics.中文回答:迈克尔逊干涉仪是一种重要的光学仪器,用于测量光速和材料的折射率。
迈克尔逊干涉实验研究性报告
迈克尔逊干涉实验研究性报告迈克尔逊干涉实验是近代物理学中的一项经典实验,它通过观察两束光线在干涉仪中的干涉现象,揭示了光的波动性和光速的不变性。
本篇报告将对这项实验的原理、实验步骤以及实验结果进行介绍。
一、原理1.干涉现象干涉现象是指两束或更多光线在空间中相遇后相互叠加、干涉的现象。
在干涉仪中,当两束垂直于干涉仪平面的光线相遇时,它们会在相遇处产生明暗相间的干涉条纹。
这是因为两束光线相互干涉所引起的光强度变化。
2.迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊于1887年发明的一种干涉仪。
它由一个半反射镜、两个全反射镜和一个光源组成。
光源发出的光经半反射镜被分成两束,一束射向一个全反射镜,反射回来后再经半反射镜与另一束光线相遇,产生干涉现象;另一束光线则射向另一个全反射镜,反射回来后与上述光线相遇,同样产生干涉现象。
通过调节全反射镜的位置和角度,可以观察到不同的干涉条纹。
3.光速的不变性迈克尔逊干涉实验通过观察干涉条纹的变化,从而检验光速是否具有不变性。
根据经典力学和传统的相对论理论,认为光在不同的空间中传播时,光速应该是不同的。
然而,实验结果却表明,无论在哪个位置,光速都是不变的。
这一结果是相对论理论的基础之一,也是物理学历史上的重要事件之一。
二、实验步骤1.准备实验器材:迈克尔逊干涉仪、激光、直尺、三角架等。
2.调整干涉仪:调整半反射镜和全反射镜的角度和位置,使两束输入光互相垂直,并且在半反射镜处的光程差为零。
这可以通过观察干涉条纹的亮暗程度来进行判断。
3.调整光源:调整激光的位置和强度,保证输出光为一束平行光。
实验室通常使用激光来代替对实验的光源。
4.观察干涉条纹:将屏幕安装在干涉仪的输出端,观察干涉条纹的形成。
通常情况下,观察者会发现一系列垂直的亮暗条纹。
5.调整干涉条纹:通过调节全反射镜的位置和角度,可以改变干涉条纹的位置和形状。
观察者可以通过调整全反射镜的位置,使干涉条纹移动。
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英文回答:Introduction。
The Michelson interferometer is a device that uses interference to measure the velocity of light, use in a certain direction. It was invented by Albert A. Michelsonin 1881. The interferometer consists of two mirrors that are placed at a distance of several meters apart. A beam of light is split into two beams, and each beam is reflected by one of the mirrors. The two beams are then recombined, and the interference pattern is observed.Procedure。
In my experiment, I used a Michelson interferometer to measure the velocity of light. I first set up the interferometer by placing the two mirrors on a table. I measured the distance between the mirrors to be 20 meters.I then used a helium-neon laser to produce a beam of light.I split the beam of light into two beams using a beam splitter. I directed one beam of light to each mirror. The two beams of light were reflected by the mirrors and recombined at the beam splitter. I observed theinterference pattern on a screen.Results。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告英文回答:Michelson Interferometer Experiment Report。
Introduction。
The Michelson interferometer is a scientific instrument used to measure the relative velocity between two objects.It was invented by Albert A. Michelson in 1881. The interferometer is based on the principle of interference, which occurs when two waves of the same frequency are superimposed on each other. The resulting wave pattern will have areas of constructive interference, where the waves reinforce each other, and areas of destructive interference, where the waves cancel each other out.Experimental Setup。
The Michelson interferometer consists of a light source,two mirrors, and a beam splitter. The light source emits a beam of light, which is split by the beam splitter into two beams. The two beams are then reflected by the mirrors and recombined by the beam splitter. The resulting beam is observed on a screen.Procedure。
迈克尔干涉实验报告
#### 实验目的1. 理解迈克尔逊干涉仪的原理和结构,掌握其调整方法。
2. 观察并分析非定域干涉、等倾干涉和等厚干涉条纹的形成条件、特点及其变化规律。
3. 利用干涉条纹的变化来测定光源的波长,并测量空气的折射率。
#### 实验原理迈克尔逊干涉仪是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:一束光通过分光板后分为两束,一束光射向反射镜M1,另一束光射向反射镜M2。
两束光在经过反射镜后再次汇合,形成干涉条纹。
#### 实验仪器1. 迈克尔逊干涉仪(20040151)2. He-Ne激光器(20001162)3. 扩束物镜4. 移动平台5. 精密导轨6. 干涉条纹观察屏#### 实验步骤1. 组装仪器:将迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、扩束物镜等仪器组装好,确保所有连接牢固。
2. 调整仪器:调整干涉仪的各个部件,使激光束能够顺利通过分光板、反射镜和观察屏。
3. 观察非定域干涉条纹:观察非定域干涉条纹的形成,分析其特点及其变化规律。
4. 观察等倾干涉条纹:通过调整干涉仪的各个部件,使观察屏上出现等倾干涉条纹,分析其特点及其变化规律。
5. 观察等厚干涉条纹:通过调整干涉仪的各个部件,使观察屏上出现等厚干涉条纹,分析其特点及其变化规律。
6. 测量光源波长:利用干涉条纹的变化,通过计算公式测量He-Ne激光的波长。
7. 测量空气折射率:通过测量空气层厚度和干涉条纹的变化,计算空气的折射率。
#### 实验结果与分析1. 非定域干涉条纹:非定域干涉条纹是光源与反射镜之间形成的干涉条纹,其特点是条纹分布均匀,条纹间距与光源波长成正比。
2. 等倾干涉条纹:等倾干涉条纹是光源与反射镜之间形成的干涉条纹,其特点是条纹分布均匀,条纹间距与光源波长成正比,且与反射镜的倾斜角度有关。
3. 等厚干涉条纹:等厚干涉条纹是光源与反射镜之间形成的干涉条纹,其特点是条纹分布不均匀,条纹间距与光源波长成正比,且与空气层厚度有关。
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。
迈克尔逊干涉仪研究性实验报告
迈克尔逊干涉仪研究性实验报告一、实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理。
2、掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法,观察等倾干涉和等厚干涉条纹。
3、测量激光的波长。
二、实验仪器迈克尔逊干涉仪、HeNe 激光器、扩束镜、毛玻璃屏。
三、实验原理迈克尔逊干涉仪是一种分振幅双光束干涉仪,其光路图如图1 所示。
!迈克尔逊干涉仪光路图(从光源 S 发出的一束光,经分光板 G1 分成两束光,反射光 1 射向平面反射镜 M1,透射光 2 射向平面反射镜 M2。
两束光分别被 M1 和M2 反射后,又回到分光板 G1。
反射光 1 从 G1 透射,与反射光 2 从G1 反射后在 E 处相遇,产生干涉。
若 M1 和 M2 严格垂直,且 M1 和 M2' 平行,则观察到的是等倾干涉条纹。
此时,干涉条纹是一组同心圆环,圆心处干涉级次最高。
干涉条纹的光程差为:\\Delta = 2d\cos\theta\其中,d 为 M1 和 M2' 之间的距离,θ 为入射角。
当 M1 和 M2 有一定夹角时,观察到的是等厚干涉条纹。
此时,干涉条纹是一组平行的直线。
四、实验内容与步骤1、仪器调节调节迈克尔逊干涉仪的底座水平,使干涉仪大致水平。
调节激光束与分光板 G1 大致垂直,使反射光点回到激光发射孔附近。
调节 M1 和 M2 背后的三个螺丝,使干涉条纹出现。
2、观察等倾干涉条纹缓慢转动微调手轮,观察条纹的变化,记录条纹的形状、疏密和中心条纹的变化。
3、测量激光波长转动微调手轮,使条纹中心每冒出或缩进 50 个条纹,记录一次M1 的位置 d1、d2、d3……。
用逐差法计算相邻两次测量的差值Δd,根据公式λ =2Δd / N (N 为冒出或缩进的条纹数)计算激光波长。
五、实验数据处理与分析实验数据记录如下表:|次数| M1 位置(mm)||||| 1 |______ || 2 |______ || 3 |______ || 4 |______ || 5 |______ || 6 |______ |用逐差法计算得:\\Delta d =\frac{(d_6 d_1) +(d_5 d_2) +(d_4 d_3)}{3}\计算出Δd 后,代入公式λ =2Δd / N,可得激光波长。
北航迈克尔逊干涉仪研究性实验报告
北航迈克尔逊干涉仪研究性实验报告北航迈克尔逊干涉仪研究性实验报告摘要本实验通过建立迈克尔逊干涉仪研究传输相位差,通过光学设备和计算机的配合得到了有关干涉仪元件及多种干涉仪操作时的实验数据,分析了干涉环的变化及其在光学研究中的应用。
1. 研究背景迈克尔逊干涉仪是用来研究光波干涉现象的一种仪器,在科学研究中被广泛应用。
该干涉仪主要利用光的干涉特性,通过分束器分离入射的光线,然后再在反射镜上反射,再次通过分束器,组合成本质上是一条单一光源,但是其相位差在传输中发生变化的光束。
通过控制干涉环传输的相位差,可以得到有关多种光学现象的实验数据。
2. 实验目的本实验的目的是通过建立迈克尔逊干涉仪,研究传输相位差对干涉环变化的影响,得到有关干涉环及其变化的数据,并分析其在光学研究中的应用。
3. 实验原理3.1 干涉仪的基本原理迈克尔逊干涉仪是由分束器、反射镜和检光器组成的。
该干涉仪利用的是光波的干涉原理,将一束光分成两条光路,经过反射后再合在一起。
当两条光路中的光走过的路程相等时,两条光路会发生相长干涉,也就是干涉条纹会出现亮度最大的区域,若其中一条光路多走了半个波长,则两条光路会发生相消干涉,干涉条纹会出现亮度最小的区域。
3.2 干涉仪的构造该实验使用的迈克尔逊干涉仪包含光源、反射镜、半反射镜、补垫、投影屏等组成部分。
光线从光源处发射,经过半反射镜分成两路,分别被反射镜反射后,在半反射镜处再次叠加在一起,并投射到屏幕上。
两路光在反射镜处发生相遇后,相遇的位置距离分束器逐渐增加,导致两路光相遇时的相位差逐渐变化,形成干涉环。
3.3 干涉环的建立在迈克尔逊干涉仪中,两路光经过分离后经过不同的光程再次叠加,产生干涉条纹时,需要满足两路光线的相位具有一定的相位差。
若干涉环符合相对相对相位差为π,即两路光线的光程差为半个波长,则会形成干涉环。
4. 实验过程4.1 干涉环调整首先,我们需要调整干涉环的大小和位置,以方便后续的数据测量。
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条纹的形成,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、调节台、反射镜等。
实验原理:迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象测量长度或波长的仪器。
其原理是利用两束光波的干涉产生干涉条纹,通过观察干涉条纹的移动或变化来测量待测物体的长度或波长。
实验步骤:1. 将激光器垂直照射到准直器上,使其成为平行光。
2. 通过调节台将平行光分成两束,分别照射到迈克尔逊干涉仪的两个反射镜上。
3. 观察干涉条纹的形成及移动,记录实验现象。
实验结果:通过观察迈克尔逊干涉仪,我们成功观察到了干涉条纹的形成,并且通过调节反射镜的位置,观察到了干涉条纹的移动和变化。
这进一步加深了我们对干涉现象的理解。
实验结论:通过本次实验,我们对迈克尔逊干涉仪的原理和应用有了更深入的了解。
干涉现象在光学测量中有着重要的应用,通过干涉条纹的观察和测量,可以实现对物体长度或波长的精确测量,具有很高的实用价值。
自查报告:在本次实验中,我们按照实验步骤进行了操作,并且成功观察到了干涉条纹的形成。
然而,在实验过程中,我们发现在调节台的操作上存在一些不够灵活和准确的情况,导致观察到的干涉条纹并不是非常清晰。
因此,在今后的实验中,我们需要更加熟练地掌握调节台的使用,以获得更加准确的实验结果。
同时,我们还需要进一步学习干涉现象的理论知识,以更好地理解实验现象和结果。
通过不断的实验练习和学习,我们相信能够更好地掌握迈克尔逊干涉仪的原理和应用,提高实验操作的技能和水平。
迈克尔逊干涉仪研究性实验报告
迈克尔逊干涉仪研究性实验报告摘要迈克尔逊干涉仪是1883年迈克尔逊和莫雷为了研究以太漂移所设计的精密光学仪器,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。
迈克尔逊干涉仪利用光的波长为参照,首次把人类的测量精度精确到纳米级,在近代物理学和近代计量科学中,具有重大的影响,更是得到了广泛应用,特别是20世纪60年代激光出现以后,各种应用就更为广泛。
一、实验原理1.迈克尔逊干涉仪的光路如图1所示,从光源发出的遗嘱光射在分束板P1上,将光束分为两部分:一部分从P1的半反射膜处反射,射向平面镜M2;另一部分从P1透射,射向平面镜M1。
因P1和全反射镜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M1反射回来的光被半反射膜反射。
二者汇聚成一束光,在E处即可观测到干涉条纹。
光路中另一平行平板P2与P1平行,其材料及厚度与P1完全相同,以补偿两束光的光程差,成为补偿板。
反射镜M1是固定的,M2在精密导轨上前后移动,以改变两束光之间的光程差。
M1,、M2后面各有三个螺钉来调节平面镜的方位,M1的下方还附有两个方向互相垂直的弹簧,松紧他们,能使M1支架产生微小变形,以便精确地调节M1。
在图1所示的光路中,M1’是M1被P1半反射膜反射所形成的虚像。
对观察者而言,两相干光束等价于从M1’和M2反射而来,迈克尔逊干涉仪所产生的干涉花纹就如同M1’与M2之间的空气膜所产生的干涉花纹一样。
若M1’、M2平行,则可视作折射率相同、夹角恒定的楔形薄膜。
2.单色电光源的非定域干涉条纹图2 1如图2所示,M2’平行M1且相距为d。
点光源S发出的一束光,对M2’来说,正如S’处发出的光一样,即SG=S’ G;而对于在E处的观察者来说,由于M2的镜面反射,S’点光源如同处在位置S2处一样,即S’M2=M2S2。
又由于半反射膜G的作用,M1的位置如处于M1’的位置一样。
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。
迈克尔逊研究性实验报告.docx
迈克尔逊研究性实验报告.docx
1. 引言
迈克尔逊干涉仪是一种精密的光学仪器,用于测量光的波长、速度和干涉现象等。
本实验旨在利用迈克尔逊干涉仪对一束光线进行分析,验证干涉现象的存在,并测量光的波长。
2. 实验步骤
(1)检查仪器
检查设备是否齐全,观察反射镜、半反射镜、透镜和眼镜,确保完整、无损坏。
(2)调整仪器
调整反射镜和半反射镜的位置和角度,使得干涉光具有足够的强度和明显的条纹。
调整波长调节器的位置,使得光源发出单色光。
(3)测量波长
利用迈克尔逊干涉仪的特性,测量光的波长。
调节干涉仪中间间隔板的位置,使得干涉光的干涉条纹位于中央。
测量出间隔板与反射镜的距离,再根据式子计算出波长。
3. 实验结果
经过调整,干涉光出现了明显的条纹现象。
通过实验数据计算,得到了红光的波长。
实验结果如下:
波长测量值:650 nm
4. 结论
通过本实验,我们验证了光的干涉现象的存在,并通过迈克尔逊干涉仪测量出光的波长。
实验结果与理论相符,说明本实验有效。
5. 实验意义
迈克尔逊干涉仪广泛应用于物理学和光学学科中,如干涉测量、光学仪器设计、精密测量等。
通过本实验,我们能够更深刻地了解干涉现象和光学仪器的特点,增强实践能力和科学素养。
6. 参考文献
[1] 刘畅,李明. 《光学实验》(第2版),北京:科学出版社,2003.。
迈克尔逊干涉仪研究性实验报告
迈克尔逊干涉仪研究性实验报告摘要迈克尔逊干涉仪是1883年迈克尔逊和莫雷为了研究以太漂移所设计的精密光学仪器,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。
迈克尔逊干涉仪利用光的波长为参照,首次把人类的测量精度精确到纳米级,在近代物理学和近代计量科学中,具有重大的影响,更是得到了广泛应用,特别是20世纪60年代激光出现以后,各种应用就更为广泛。
一、实验原理1.迈克尔逊干涉仪的光路如图1所示,从光源发出的遗嘱光射在分束板P1上,将光束分为两部分:一部分从P1的半反射膜处反射,射向平面镜M2;另一部分从P1透射,射向平面镜M1。
因P1和全反射镜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M1反射回来的光被半反射膜反射。
二者汇聚成一束光,在E处即可观测到干涉条纹。
光路中另一平行平板P2与P1平行,其材料及厚度与P1完全相同,以补偿两束光的光程差,成为补偿板。
反射镜M1是固定的,M2在精密导轨上前后移动,以改变两束光之间的光程差。
M1,、M2后面各有三个螺钉来调节平面镜的方位,M1的下方还附有两个方向互相垂直的弹簧,松紧他们,能使M1支架产生微小变形,以便精确地调节M1。
在图1所示的光路中,M1’是M1被P1半反射膜反射所形成的虚像。
对观察者而言,两相干光束等价于从M1’和M2反射而来,迈克尔逊干涉仪所产生的干涉花纹就如同M1’与M2之间的空气膜所产生的干涉花纹一样。
若M1’、M2平行,则可视作折射率相同、夹角恒定的楔形薄膜。
2.单色电光源的非定域干涉条纹图2 1如图2所示,M2’平行M1且相距为d。
点光源S发出的一束光,对M2’来说,正如S’处发出的光一样,即SG=S’ G;而对于在E处的观察者来说,由于M2的镜面反射,S’点光源如同处在位置S2处一样,即S’M2=M2S2。
又由于半反射膜G的作用,M1的位置如处于M1’的位置一样。
北航迈克尔逊干涉实验研究性报告
北航迈克尔逊干涉实验研究性报告一、引言迈克尔逊干涉实验是一种经典的光学实验,用于测量光速。
它由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊于1887年设计并实施,这个实验为Einstein 发现光量子提供了实验证据,并奠定了现代物理学的基础。
二、实验目的本次实验主要目的是通过迈克尔逊干涉仪测量出光的波长,从而得出光速,并验证迈克尔逊实验对新的粒子光子的解释。
三、实验原理迈克尔逊干涉实验基于干涉原理,即光的干涉现象。
仪器主要由一个透镜、两面镜、反射镜等组成。
通过一个分束器,使得一束光在两面镜上反射后重新汇聚到一个焦点上。
当两束光程相等时,在焦点会形成明纹。
我们根据多普勒效应调整其中一束光的角度和频率,当两束光程差为光波长的整数倍时,光的干涉消失,从而观察到干涉条纹。
四、实验过程1.设置和调试首先,我们需要调试迈克尔逊干涉仪的初始位置。
我们通过调整反射镜的角度和位置,使光束经过分束器后分成两束互相垂直的光束。
然后,我们调整两面镜的位置和角度,使其反射的光线能够重新在同一个点上汇聚。
最后,通过移动一个反射镜,观察到干涉条纹。
2.测量光速我们使用一束白光通过迈克尔逊干涉仪,并在接收器处观察到干涉条纹。
然后,我们将一个反射镜沿光程方向移动,观察到干涉条纹的变化。
我们可以通过测量两个相邻的干涉条纹之间的距离,然后除以相邻两个干涉条纹之间的移动距离,从而得到光波的波长。
最后,我们可以通过波长和频率的关系,计算出光速。
五、实验结果和分析我们通过测量干涉条纹的位置和间距,得到了一系列数据。
根据计算,我们得到了光波的平均波长,并利用频率和波长的关系得出光速。
六、结论通过迈克尔逊干涉实验,我们成功地测量出了光的波长,并得出了光速。
这个实验验证了迈克尔逊实验对新的粒子光子的解释,为光学理论提供了实验支持。
同时,这个实验还深化了我们对光的干涉现象的理解,并展示了光学实验的实际应用。
七、实验心得这是一次很有趣的实验,通过亲自操作仪器,我们更深入地理解了光学原理。
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:本实验旨在利用迈克尔逊干涉仪观察干涉条纹现象,以验证光的干涉现象,并测量出光的波长。
实验仪器和材料:迈克尔逊干涉仪、激光器、反射镜、半透镜、平面镜、光电探测器、电子计数器、调节螺丝等。
实验原理:迈克尔逊干涉仪是利用光的干涉现象来测量光的波长的仪器。
当两束光线自相干光源经过反射镜和半透镜后再次交汇,会产生干涉现象,形成明暗条纹。
通过调节反射镜的位置和角度,可以测量出光的波长。
实验步骤:1. 调整迈克尔逊干涉仪,使得两束光线经过反射镜和半透镜后交汇。
2. 观察干涉条纹的形成,并记录下明暗条纹的数量。
3. 通过调节反射镜的位置和角度,使得干涉条纹移动,记录下移动的距离。
4. 利用已知的实验数据,计算出光的波长。
实验结果:经过实验观察和数据记录,我们成功观察到了明暗条纹的形成,并记录下了移动的距离。
通过计算,我们测量出了光的波长为XXX。
实验分析:通过本次实验,我们验证了光的干涉现象,并成功测量出了光的波长。
在实验过程中,我们也发现了一些误差和不确定性,可能是由于仪器的精度、环境因素等造成的。
在今后的实验中,我们需要更加精确地调节仪器,减小误差,提高实验的准确性。
结论:本次迈克尔逊干涉仪实验取得了成功,验证了光的干涉现象,并测量出了光的波长。
通过实验,我们对光的干涉现象有了更深入的了解,并积累了实验操作的经验。
自查报告:在实验过程中,我们严格按照实验步骤进行操作,确保实验的准确性。
在数据记录和处理过程中,我们也尽量减小误差,提高了实验的可靠性。
但在今后的实验中,我们需要更加注意仪器的调节和环境的影响,以提高实验的精确度。
同时,我们也需要更加深入地理解实验原理,以便更好地分析实验结果。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告英文回答:This Michelson interferometer experiment report hasbeen an illuminating experience, providing invaluable insights into the principles of interference anddiffraction. As a keen observer, I meticulously followed each step of the experiment, carefully recording data and analyzing results.The Michelson interferometer, an ingenious apparatus, utilizes a semi-silvered mirror to split a coherent light source into two beams. These beams travel perpendicular paths, reflecting off mirrors placed at their ends, and subsequently recombine at the beamsplitter. Based on the optical path lengths of these beams, interference patterns emerge, capturing my attention and stimulating my curiosity.To elucidate the concept of constructive interference,I adjusted the mirrors until the optical paths were equal,leading to the superposition of coherent waves that reinforced one another, resulting in a bright fringe. Conversely, destructive interference occurred when the optical paths differed by half a wavelength, causing the waves to cancel each other out, producing a dark fringe.The significance of this experiment extends beyond its immediate findings. It serves as a cornerstone for understanding numerous optical phenomena, such as the formation of Newton's rings and the behavior of light in thin films. Moreover, it has played a pivotal role in the development of laser technology, enabling precise measurements and applications in fields ranging from telecommunications to medical imaging.中文回答:迈克尔逊干涉仪实验报告让我受益匪浅,对干涉和衍射原理有了更深刻的理解。
迈克尔逊干涉研究性实验报告
研究性实验报告迈克逊干涉迈克尔逊干涉摘要: 迈克尔逊干涉仪是一个设计非常巧妙的分振幅双光束干涉装置, 有光源发出的光, 经过分光束镜分成相互垂直的两束光;它们反射回来又经分光束镜相遇发生干涉, 其光路实际上是在M1.M2’之间形成了一个空气薄膜, 并且这个薄膜的厚度和形状可以根据需要而变化, 光源, 物光, 参考光和观察屏四者在布局上彼此完全分开, 每一路都有充分的空间, 可以安插其他器件进行调整测量, 测量上有很大的灵活性, 加上精密的机械传动和读数测量系统, 迈克尔逊干涉仪构成了现代各种干涉仪的基础, 迈克逊干涉仪既可以使用点光源, 也可以使用扩展光源, 既可以观察非定域干涉条纹, 也可以研究定域干涉条纹, 既可以实现等倾干涉, 也可以获得等厚干涉条纹。
本实验利用迈克尔逊干涉仪来测量氦氖激光波长。
一、实验目的1.了解迈克尔逊干涉仪的结构和调整方法;2.观察等倾干涉现象;3.测量氦氖激光波长。
二、实验仪器迈克尔逊干涉仪, 氦氖激光器, 小孔, 扩束镜, 毛玻璃三、实验原理1.仪器光路原理1G1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。
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研究性实验报告迈克逊干涉迈克尔逊干涉摘要:迈克尔逊干涉仪是一个设计非常巧妙的分振幅双光束干涉装置,有光源发出的光,经过分光束镜分成相互垂直的两束光;它们反射回来又经分光束镜相遇发生干涉,其光路实际上是在M1、M2’之间形成了一个空气薄膜,并且这个薄膜的厚度和形状可以根据需要而变化,光源,物光,参考光和观察屏四者在布局上彼此完全分开,每一路都有充分的空间,可以安插其他器件进行调整测量,测量上有很大的灵活性,加上精密的机械传动和读数测量系统,迈克尔逊干涉仪构成了现代各种干涉仪的基础,迈克逊干涉仪既可以使用点光源,也可以使用扩展光源,既可以观察非定域干涉条纹,也可以研究定域干涉条纹,既可以实现等倾干涉,也可以获得等厚干涉条纹。
本实验利用迈克尔逊干涉仪来测量氦氖激光波长。
一、实验目的1.了解迈克尔逊干涉仪的结构和调整方法;2.观察等倾干涉现象;3.测量氦氖激光波长。
二、实验仪器迈克尔逊干涉仪,氦氖激光器,小孔,扩束镜,毛玻璃三、实验原理1.仪器光路原理1G1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。
干涉圆环的特征是:内疏外密。
由等倾干涉理论可知:当M1、M2′之间的距离d减小时,任一指定的K级条纹将缩小其半径,并逐渐收缩而至中心处消失,即条纹“陷入”;当d增大,即条纹“外冒”,而且M1与M2′的厚度越大,则相邻的亮(或暗)条纹之间距离越小,即条纹越密,越不易辨认。
每“陷入”或“冒出”一个圆环,d就相应增加或减少λ/2的距离。
如果“陷入”或“冒出”的环数为Δk,d的改变量为Δd,则:Δd=Δk ×λ/2则:λ=2Δd/Δk若已知Δd和Δk,就可计算出λ。
四、实验步骤1.迈克尔逊干涉仪的调整(1)调整激光器,使激光束水平的入射到M1、M2中部并基本垂直于仪器导轨。
方法:将螺钉及微调拉簧均拧成半紧半松,上下移动,左右旋转激光器并调节激光器俯仰,使激光束入射到M1、M2反射镜的中心,并使由反射回来的光点回到激光束输出镜面的中点附近。
(2)调节M1、M2互相垂直方法:在光源前放一小孔,让激光束通过小孔入射到M1、M2上,根据反射光点位置对激光束调整,并调节M1、M2背面的三个方位螺钉,使两镜的反射光斑均与小孔重合2.点光源非定域干涉条纹的观察与测量(1)用激光扩束镜扩束,以获得点光源。
(2)调节M1镜下的微调拉簧,使产生圆环非定域干涉条纹。
(3)将另一小块毛玻璃放到扩束镜与干涉仪之间,以获得面光源。
放下毛玻璃观察屏,用眼睛直接观察干涉环,同时仔细调节的两个微调拉簧,直至眼睛上下,左右晃动时,干涉条纹中心无吞吐。
此时严格垂直(4)移走小块毛玻璃,将毛玻璃观察屏放回原处,仍观察点光源的等倾干涉条纹。
改变M1镜的位置d值,使条纹外扩或内缩。
圆环中心每吞吐100个条纹记一下d,连续测10个值。
五、数据处理mmd d d d d d 159866.0554321=∆+∆+∆+∆+∆=∆平均波长nm d46.63910052=⨯∆⨯=λU a(Δd)=45)(251⨯-∑=i i d d =71.527nm3)(仪∆=∆d U b =28.868nm22))(())(()(d U d U d U b a ∆+∆=∆=77.132nm平均波长不确定度:U(λ)=1005)(2⨯∆⨯d U =0.31nm最终结果为:nmU )3.04.639(±=±λλ查阅资料知实验所用氦氖激光器波长 nm 8.6320=λ测量值与标准值的相对误差为%100⨯-=οολλλE =1.04% 误差很小,可见迈克逊干涉仪是相当精密的仪器。
六、实验总结与讨论下面是我在实验中遇到的故障及解决方案不完整的干涉图样问题 1 :转动微动手轮时干涉图样会上下移动 原因及解决方法 :当导轨是光滑平整的时候 上述问题产生的原因是由于分光板P 1不垂 直于水平面造成的。
当分光板P 1不垂直水平面时,光线(1)将不平行于水平面。
M 1移动时 光线(1) 和光线(2) 在分光板上的光斑间距将发生变化使得干涉图样会上下移动 解决方法如图3 所示,首先卸掉平面反射镜 然后用两束处于同一水平面的互相垂直的激光束入射分光板P 1 ,其中光束(2)是透过分光板的,它的光斑只会发生一些横向移动, 而光束(1)是在半反半透膜上发生反射的。
若分光板P 1有微小的角度变化,则它的光斑将有非常大的位移。
通过调节分光板上的 B 和 C 两个螺钉,使得当光束(1)和(2)的光斑处于同一水平面,再调节分光板上的螺钉A 使得光束(1)和光束(2)的光斑重合,分光板P1就垂直水平面了,且光束(1)和分光板P1夹角精确为45°问题 2 :干涉图样不圆整,不规则。
原因及解决方法出现如图4 所示的情况是由于分光板P1和补偿板P2不平行造成的当P1和P2不平行时,补偿板P2所补偿的光程和所需的光程将不一致,导致干涉相长和相消的区域有变化使得干涉图样不圆整,不规则,用图 5所示的激光束入射分光板和偿板,经过平面镜M2反射后的光束会由分光板P1和补偿板P2的反射而得到光束(1)和光束(2)通过调节补偿板P2上的螺钉A、B和C使得光束(1)和光束(2)平行,则分光板P1和补偿板P2将平行问题3 :干涉条纹过于细、密,难以观察计数原因及解决方法:这是由于M2ˊ与M1的距离过大引起的,可适当减小距离问题 4 :转动微动手轮,但干涉圆环无“涌出”或“陷入”。
原因及解决方法:出现这种情况一般都是由于传动系统的问题,若是读数窗口中的读数无变化,则是因为微动手轮已经无效。
这时只需要将微动手轮上的锁紧螺钉锁紧即可。
若是读数窗口中的读数有变化,而干涉圆环无“涌出”或“陷入”,则是因为粗动手轮的锁紧螺钉需要锁紧。
问题5:调节M1和M2的夹角却调不出干涉图样。
原因及解决方法:出现此现象是照明光轴不在视场中间或照明光轴和反射镜M2不垂直.如图6所示,卸掉扩束透镜,让激光器发出的激光束照射到反射镜M2的中间,找到反射像后,通过移动激光器或整体移动迈克尔逊干涉仪使得反射像回到激光器的发光孔。
这样照明光轴就会和平面反射镜垂直。
问题6读数系统不准确原因及解决方法:迈克尔逊干涉仪的读数系统由三部分构成:主尺读数,读数窗口读数,微动手轮读数。
当M1的滑块上的读数刻线和主尺的某一条刻线重合时,读数窗口读数应为零。
微动手轮读数也应为零,对于读数系统不准确的解决,需首先用粗动手轮把读数窗口的读数调为零,松开平面镜M1的滑块上的读数尺,将刻线调到和主尺的某一条刻线重合。
这时主尺上的读数和读数窗口中的读数就保持同步了。
对于读数窗口中的读数和微动手轮读数的不同步。
我们可以把微动手轮顺时针转至零刻度后,再顺时针转动粗动手轮把读数窗口中的读数调为一整数刻度,完成了整个读数系统的校准问题。
误差分析:该实验误差主要有以下几个方面(1)由于总共需要数1000个条纹变化,很容易出现计数误差,这要求实验者需要认真计数;(2)实验过程中两个反射镜M1和M2不是严格的垂直引起的误差。
由于人眼及仪器本身的限制,很难做到使两个反射镜绝对的垂直。
若M1和M2不是严格的垂直,则形成的是等厚干涉条纹,此时再用等倾干涉公式来计算会有误差。
(3)读数系统的误差,此误差上面已经计算。
实验感想、收获:不得不说这次实验很大程度上考验的是我的耐心。
由于迈克尔逊干涉仪是非常精密的仪器,调节起来也是很困难的。
必须按照步骤仔细调节,稍有不慎还得重头开始调节。
我就是反复调节了三次才成功。
中间一度特别沮丧,看到已经有同学调出来了,心里是更加着急,结果是欲速则不达。
只好又重头开始,这一次我认认真真,不急不躁的按照步骤仔细调节了一遍,也就成功了。
这使我深刻地意识到做实验一定要严谨细致,戒骄戒躁,沉下心来认真去做,绝不能马马虎虎,否则是不可能成功的。
这次实验不仅仅让我掌握了迈克尔逊干涉仪的调整使用方法,对其原理有了更加深刻地认识,也让我愈发折服于那些物理大师们聪明智慧,他们的智慧与创新诞生了如此巧妙的实验仪器,也可以说是推动了人类科学的进步。
当然最重要的收获是我深刻认识到了做科学时应有的态度:严谨细致,戒骄戒躁。
最后我不得不说的是这次实验确实让我获益匪浅。