用迈克尔逊干涉仪测杨氏模量
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，观察干涉条纹的形成和
变化，掌握干涉仪的使用方法，并对光的干涉现象有更深入的理解。
实验仪器，迈克尔逊干涉仪、激光器、透镜、分束板、反射镜等。
实验步骤：
1. 将激光器放置在迈克尔逊干涉仪的一端，并调整激光器使其
垂直照射到分束板上。
2. 调整分束板和反射镜，使激光光束分为两束，分别经过不同
的光程后再次汇聚在一起。
3. 观察在干涉仪的屏幕上出现的干涉条纹，并记录下其形态和
变化。
4. 调整干涉仪的光程差，观察干涉条纹的变化规律。
5. 根据实验结果，分析干涉条纹的形成原理和光的干涉现象。
实验结果：
在实验中观察到了清晰的干涉条纹，随着光程差的变化，干涉条纹的间距和形态也发生了变化。
通过实验数据的分析，得出了干涉条纹的形成是由于光的相位差引起的，光程差的变化导致了干涉条纹的移动和变化。
实验结论：
通过本次实验，我对迈克尔逊干涉仪的使用方法有了更深入的了解，也对光的干涉现象有了更清晰的认识。
同时，通过实验数据的分析，我对干涉条纹的形成原理有了更深入的理解，这对我今后的学习和研究将有很大的帮助。
存在问题及改进方案：
在实验过程中，我发现调整干涉仪的光程差比较困难，需要更加细致的调整和操作。
下次在实验中，我会更加细心地调整仪器，以获得更精确的实验数据。
自查人：（签名）日期：。
迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告
迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告
实验目的，通过使用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长，掌握干涉仪的原理和操作方法，了解光的干涉现象，并且通过实验验证光波的波长。
实验仪器，迈克尔逊干涉仪、白光源、准直器、透镜、半反射镜、平面镜、测微器等。
实验原理，迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象测量光波波长的仪器。
它由一束光源经过准直器后，被半反射镜分成两束光线，分别经过两条光路，最后再次相遇干涉。
通过调节其中一个光路的长度，观察干涉条纹的移动，可以测量出光波的波长。
实验步骤：
1. 调节迈克尔逊干涉仪，使得两束光线在半反射镜处相遇，并在屏幕上观察到干涉条纹。
2. 调节其中一个光路的长度，观察干涉条纹的移动情况。
3. 通过测微器测量调节后的光路长度，并记录下干涉条纹的移动情况。
4. 根据实验数据计算出光波的波长。
实验结果，通过实验测量得到的光波波长为XXX纳米。
实验结论，通过使用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长，我们成功地掌握了干涉仪的原理和操作方法，了解了光的干涉现象，并且通过实验验证了光波的波长。
实验结果与理论值基本吻合，验证了实验的准确性和可靠性。
实验中遇到的问题和改进方法，在实验过程中，可能会遇到干涉条纹不清晰或者移动不明显的情况，可以通过调整光路、检查仪器是否正常等方法来解决问题。
总结，通过本次实验，我们对迈克尔逊干涉仪的原理和操作有了更深入的了解，掌握了测量光波波长的方法，并且获得了实验数据进行分析和计算，提高了实验操作和数据处理的能力。
双缝干涉法测量金属的杨氏模量
Ｌ＝ ｓ ｓ Δ １－ ０＝
－ Ｄ λ， ｘ Δ ｘ ） （ Δ
１ ０
１
１
（ ） ３
） 由（ 式即可求出杨氏模量为 １
Ｌ ４ Ｙ＝ ２ ｄ π
（
Ｆ ． １ １ － Ｄ λ ｘ ｘ Δ Δ １ ０
）
（ ） ４
对表 １ 中 的 ｍ ｓ ｉ～ ｉ 用最小二乘法线性拟合
３ 实验数据与结果
测量时先加砝码使钢丝伸直 ， 调整激光器 、 扩 束镜 、 双 缝、 测微目镜（ 加上 Ｃ 的中 Ｄ 辅 助 读 数） Ｃ 心在同一高度 （ 如图 ３ 所示 ） ．当光束垂直人射到 双缝平面上 ， 测微 目 镜 屏 上 出 现 清 晰 的 干 涉 条 纹 （ ， 将 如图 ４ 所示 ） 光 标 停 在 初 始 位 置 读 数 为 Ｘ１ ｉ， 读 数 为 Ｘ２ 光标移过 明 纹 （ 或 暗 纹） ｎ 条， ｉ．所 以
３ ８
物 理 实 验
第３ ４卷
置安装在常见的拉伸式杨氏模量实验仪中部的平 台上 ， 当给钢丝施加拉力时， 钢 丝 伸 长， 带动活动 缝下移 ， 引起狭缝间宽度的变化 ， 由此干涉条纹发 生变化 ．
） ） Ｌ＝ （ ９ ８． ７ ｄ＝ （ ０． ５ ５ ３±０． ０ ５ ｃ ｍ， ８ ７±０． ０ ０ ４ ｍｍ， ３ ２． ８ｎ ｍ．表 １ 是 逐 渐 增 加 砝 码 测 量 的 实 验 λ＝６ 数据 ．
４ 结束语
与传统的拉伸 法 测 量 杨 氏 模 量 相 比 ， 双缝干 涉法克服了光杠 杆 法 用 望 远 镜 读 数 困 难 的 问 题 ； 与衍射法相比 ， 双缝干涉法的计算过程简单 ， 又是 多倍数测量取平均值可减少读数误差 ．若在测微 不仅 目镜读数窗口处加装普通的 Ｃ Ｄ 协助读数 ， Ｃ 使观察到的干涉 条 纹 的 位 置 稳 定 不 变 ， 而且还能 提高 分 辨 效 果 ， 读 数 更 方 便 直 观 ．本 实 验 装 置 的 双缝 是 用 薄 金 属 板 刻 制 的 ， 可 以 自 由 装 卸 ．当 取 下双缝薄片 ， 此装置还可以做单缝衍射实验 ．
迈克尔逊干涉仪实验思考题
一、 等倾干涉的特点00222cos 2λλk i h n L =+=∆（a ） 干涉条纹为同心圆环（b ） 中心条纹的干涉级数高（c ） 厚度增大，条纹外涌： 中心点：220λλN n k h =∆=∆二、 迈克尔逊干涉仪是如何发明的？是用来干什么的？以太漂移实验迈克尔逊的名字是和迈克尔逊干涉仪及迈克尔逊－莫雷实验联系在一起的，实际上这也是迈克尔逊一生中最重要的贡献。
在迈克尔逊的时代，人们认为光和一切电磁波必须借助绝对静止的“以太”进行传播，而“以太”是否存在以及是否具有静止的特性，在当时还是一个谜。
有人试图测量地球对静止“以太”的运动所引起的“以太风”，来证明以太的存在和具有静止的特性，但由于仪器精度所限，遇到了困难。
麦克斯韦曾于1879年写信给美国航海年历局的D.P.托德，建议用罗默的天文学方法研究这一问题。
迈克尔逊知道这一情况后，决心设计出一种灵敏度提高到亿分之一的方法，测出与有关的效应。
1881年他在柏林大学亥姆霍兹实验室工作，为此他发明了高精度的迈克尔逊干涉仪，进行了著名的以太漂移实验。
他认为若地球绕太阳公转相对于以太运动时，其平行于地球运动方向和垂直地球运动方向上，光通过相等距离所需时间不同，因此在仪器转动90°时，前后两次所产生的干涉必有0.04条条纹移动。
迈克尔逊用最初建造的干涉仪进行实验，这台仪器的光学部分用蜡封在平台上，调节很不方便，测量一个数据往往要好几小时。
实验得出了否定结果。
改进仪器1884年在访美的瑞利、开尔文等的鼓励下，他和化学家莫雷（Morley,Edward Williams ，1838～1923）合作，提高干涉仪的灵敏度，得到的结果仍然是否定的。
1887年他们继续改进仪器，光路增加到11米，花了整整5天时间，仔细地观察地球沿轨道与静止以太之间的相对运动，结果仍然是否定的。
这一实验引起科学家的震惊和关注，与热辐射中的“紫外灾难”并称为“科学史上的两朵乌云”。
利用迈克尔逊干涉仪测钢丝的杨氏模量
利用迈克尔逊干涉仪测钢丝的杨氏模量【实验目的】1、观察偏振光光干涉现象，加深对光的偏振性的认识。
2、学会用逐差法和作图法处理数据。
3、掌握利用偏振光干涉测钢丝的弹性模量的原理。
【实验原理】胡克定律指出, 在弹性限度内, 弹性体的应力和应变成正比。
设有一长度为L ，横截面为S 的金属丝，在外力作用下伸长了L ∆，则FL E S L=∆。
其中F L S 、、都可以方便地测出，关键在于测出L ∆。
将21,4F mg S d π==代入上式可得：24mgL E d Lπ=∆。
实验装置如图1所示, 借助杠杆'POP 和简单的电路使杨氏模量测定仪与迈克尔逊干涉仪联接。
'POP 杠杆由金属制作, 且可绕O 轴自由转动,PO 和'OP 完全对称,'M 为迈克尔逊干涉仪的反射镜, 并由精密丝杆控制, 可沿臂轴移动, 其移动距离由干涉仪的读数转盘读出, 在'M 上连接金属片''P , 当'P 与''P 接触时, 电路接通, 灯泡发亮。
在外力F 的作用下, 金属丝AB 被拉伸L ∆并带动杠杆'POP 的'P 点下移L ∆, 如图2所示, 由于H 很小,PO 和'OP 完全对称,则'L L ∆=∆, 而'L ∆的距离可通过移动'M 镜直接测量。
【实验仪器与器材】杨氏模量测定仪、迈克尔逊干涉仪、皮尺，卡尺，千分尺,简单电路，金属杆等。
【实验步骤】1、调节杨氏模量测定仪使平台水平、金属丝竖直。
2、在B 端放置杠杆'POP ,并使电路与'P 、''P 连接。
3、调节'M 镜位置, 使粗调手轮和微调手轮的刻度均为零, 且使'P 、''P 接触, 此时灯亮。
4、在钢丝AB 下端放置砝码, 钢丝被拉伸,带动'POP 下移, 使'P 、''P 断开, 灯灭。
大物实验思考题
物理实验预习实验报告册实验二：高电势电位差计的应用P8页预习思考题电位差计是测量【电动势或电压】的仪器，其基本原理是采用了【电位补偿法】。
它可以消除一般电压接入电路时由于【电压表分流】作用而产生的【系统】误差。
定标是确定电路的工作【电流】。
在测量未知电动势时，若无论如何调节，电位差计的检流计指针总是偏向一边，则是【极性】接入错误。
电位差计的灵敏度【xEnS∆∆=】电位差计的仪器误差限【)101%(x insEk+=∆】电位差计的灵敏度误差限【Ssσ=∆】实验四：用拉伸法测量金属的杨氏弹性模量P12页预习思考题从杨氏弹性模量定义出发，根据光杠杆放大原理，写出放大倍数的公式及杨氏弹性模量的实验计算公式光杆杆放大倍数【bL2】；杨氏模量【NbdmLglY∆∆=28π】次试验中需测量的长度量及长度变化量有:【d（钢丝直径）l(钢丝原长) b（光杆常数）L(标尺到光杆反射镜面的距离) N∆（标尺读书变化量）】分别用：【螺旋测微器钢尺钢尺钢尺光杠杆镜尺装置中的标尺】测量他们（填使用的测量工具名称）。
差数平均法是用来处理【两个】被测变量，且一个是【等距变化】的自变量，另一个是【因变量】。
其优点是可以【充分利用】测量数据、取【平均值】和减少【系统误差】。
实验五：双臂电桥测量低值电阻P16页预习思考题双臂电桥消除附加电阻影响的关键措施是采用了电阻的【四端接法】。
从数据处理方法的角度来考虑，作图法计算出的结果【不是最佳唯一】，最小二乘法计算出的结果【是最佳唯一】。
一元线性回归方程是【bax Y +=】,利用最小二乘法可以求出直线的【截距0R 】和【斜率k 】。
已知xR 数量级是Ω-110,标准电阻Ω=1.0N R ，估算2R 的数量级是【310-】Ω实验六：空气中声速的测量 P20页预习思考题驻波的两个相邻最大振幅(波腹)或最小振幅（波节）之间的距离等于【2λ】，于是改变接收换能器与发射换能器之间的距离就可用观察接收换能器接收的正弦波信号；可用【游标卡尺】测量两个相邻波腹波节之间接收换能器的移动距离；根据信号源上所显示的超声波频率，从而的出波在空气中的速度【fV λ=】，只就称为【驻波法】。
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实验，验证干涉现象并测量光波的波长。
实验仪器：
迈克尔逊干涉仪、激光器、平面镜、半反射镜、旋转台、光电探测器等。
实验步骤：
1. 将激光器放置在迈克尔逊干涉仪的一端，使激光通过半反射镜分成两束光线。
2. 一束光线直接射向平面镜，另一束光线经过半反射镜后射向平面镜，然后两束光线再次汇聚在半反射镜处。
3. 调整半反射镜和平面镜的位置，使得两束光线在半反射镜处发生干涉。
4. 通过旋转台旋转半反射镜，观察干涉条纹的变化，并记录相关数据。
5. 利用光电探测器测量干涉条纹的强度分布，并分析得到的数据。
实验结果：
通过实验观察和数据分析，成功验证了干涉现象，并测量得到了光波的波长。
自查报告：
在实验过程中，我们注意到了一些问题，例如实验环境的稳定性对干涉条纹的影响、仪器的精度和灵敏度等。
在今后的实验中，我们将进一步改进实验条件，提高实验的精确度和可靠性。
同时，我们也会加强对干涉现象和光学原理的理解，以更好地掌握实验的关键技术和方法。
总结：
通过迈克尔逊干涉仪实验，我们不仅验证了干涉现象，还学到了许多光学实验的基本原理和方法。
这对我们的学习和研究都具有重要意义，也为我们今后的科学研究和工程实践提供了宝贵的经验和启示。
用迈克尔逊干涉仪测杨氏模量 .doc
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杨氏模量茂名学院 物理系 大学物理实验室实验日期：200 年 月 日班 级：姓 名：学号：指导教师：方运良实验提要实验课题及任务《用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量》实验课题任务是：利用迈克尔逊干涉仪能精密测量微小变量的特点，测量出钢丝在拉力作用下的微小伸长量，用特制的测力计测量拉力大小。
设计实验方案，测定钢丝的杨氏模量。
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量金属丝的杨氏模量》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，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
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根据实验用的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶用最小二乘法求出杨氏模量。
⑷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。
实验仪器迈克尔逊干涉仪、测力计、激光器。
教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完成实验；提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。
提交整体设计方案，要求用纸质版(电子版用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里)供教师修改。
参考文献（1）金正宇一个经典力学实验测量方法的改进——霍尔传感器测杨氏模量[J] 实验室研究与探索,2000 （2）张帮利用迈克耳孙干涉原理测杨氏模量[J] 大学物理实验2007（3）陈水波，乐雄军测量杨氏模量的智能光电系统【J】物理实验，2001原始数据实验日期：12月16日实验中测得金属丝的直径d长度为L=（ 25.25 ± 0.1 ）cm， He-Ne激光器λ=632.8nm《用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量》实验实验目的：1 了解迈克尔逊干涉仪得原理，结构及调整方法。
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
迈克尔逊干涉仪实验报告实验目的：通过迈克尔逊干涉仪实验，掌握干涉仪的原理和操作方法，观察干涉条纹的变化，验证干涉仪的工作原理。
实验仪器和材料：迈克尔逊干涉仪、激光器、半反射镜、全反射镜、调节螺丝、干涉滤光片、干涉棒、光学平台等。
实验原理：迈克尔逊干涉仪是利用光的干涉现象来测量长度的仪器。
它由一个光源、一个半反射镜和一个全反射镜组成。
当光线从光源射出，经过半反射镜和全反射镜后，分成两束光线，再次汇聚在半反射镜上，产生干涉现象。
通过观察干涉条纹的移动和变化，可以得出被测长度的结果。
实验步骤：1. 将迈克尔逊干涉仪放置在光学平台上，调整使其稳定。
2. 打开激光器，调节激光器的位置和方向，使激光垂直射向半反射镜。
3. 调节半反射镜和全反射镜的角度，使两束光线汇聚在同一点上。
4. 安装干涉滤光片和干涉棒，观察干涉条纹的变化。
5. 调节干涉滤光片和干涉棒的位置，记录干涉条纹的移动和变化。
6. 根据干涉条纹的变化，计算出被测长度的结果。
实验结果：通过实验观察和记录，得出了干涉条纹的移动规律，并根据干涉条纹的变化计算出了被测长度的结果。
实验结果与理论值基本吻合，验证了迈克尔逊干涉仪的工作原理。
实验总结：通过本次实验，我对迈克尔逊干涉仪的原理和操作方法有了更深入的了解，掌握了干涉仪的使用技巧。
同时，实验中也发现了一些操作上的不足之处，需要在以后的实验中加以改进。
通过这次实验，我对光学干涉现象有了更深入的认识，对实验方法和数据处理也有了更多的经验。
希望在以后的实验中能够更加熟练地操作干涉仪，取得更准确的实验结果。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告
实验目的：
本实验旨在通过使用迈克尔逊干涉仪，观察和研究干涉现象，
并验证光的波动性质。
实验原理：
迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象来测量光波波长、折射率
等的仪器。
其基本原理是利用半透镜、半反射镜等光学元件，使光
波分成两路，分别经过不同的光程后再合成，观察其干涉现象。
实验装置：
迈克尔逊干涉仪主要由光源、分束器、反射镜、半透镜、投影
屏等组成。
实验步骤及结果：
1. 调整迈克尔逊干涉仪，使得两路光波相干并汇聚在投影屏上。
2. 观察投影屏上的干涉条纹，并记录其位置和形态。
3. 通过调整反射镜、半透镜等元件，改变光程差，再次观察干涉条纹的变化。
实验结论：
通过观察干涉条纹的变化，我们验证了光的波动性质，并且可以利用干涉仪测量光波的波长、折射率等重要参数。
实验总结：
本次迈克尔逊干涉仪实验使我们深入了解了光的干涉现象，加深了对光学原理的理解。
同时，实验过程中也发现了一些操作上的难点和技巧，为今后的实验提供了宝贵的经验。
自查报告：
在本次实验中，我们注意到实验中需要精确调整干涉仪的各个元件，以确保光波的相干和汇聚。
在实验中，我们遇到了一些调整不准确导致干涉条纹模糊的情况，这需要我们在今后的实验中加强
对仪器调整的细致性和耐心。
同时，在观察干涉条纹时，我们也发现了一些干涉条纹的变化规律，这需要我们进一步深入理解干涉现象的原理。
在今后的实验中，我们将继续加强对光学原理的理解，提高实验操作的技巧，以更好地完成实验任务。
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实验，掌握干涉仪的基本原理，了解干涉条纹的形成规律，掌握干涉仪的使用方法。
实验仪器：
迈克尔逊干涉仪、激光器、准直器、半反射镜、全反射镜、平面镜、光学台等。
实验原理：
迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象来测量光波波长、光学元件表面形貌等的仪器。
其基本原理是利用光的干涉现象来观察光的波动性质。
实验步骤：
1. 将激光器放置在一端，使光线尽可能垂直射入干涉仪。
2. 调整全反射镜和半反射镜的位置，使光线分别经过两条光路。
3. 观察干涉条纹的形成，调整半反射镜的位置，使干涉条纹清
晰可见。
4. 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，成功观察到了干涉条纹的形成，并且测
量出了干涉条纹的间距。
根据计算，得到了光的波长。
实验结论：
通过迈克尔逊干涉仪实验，我们掌握了干涉仪的基本原理和使
用方法，成功观察到了干涉条纹的形成，并且通过测量得到了光的
波长。
实验取得了成功。
存在问题及改进方案：
在实验过程中，我们发现调整干涉仪的光路比较困难，需要更
加熟练的操作才能够准确观察到干涉条纹。
在以后的实验中，需要加强对仪器的操作训练，以提高实验的准确性和可靠性。
自查人，XXX 日期，XXXX年XX月XX日。
大物实验期末考题填空和大题
大物实验期末考题填空和大题(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1.用米尺测得某物体的长度为４.32cm,现用精度为的量具测量，则测量结果的有效数字有（5）位；若用精度为的量具测量，则应有（6）位有效数字。
2.用扭摆法测量物体的转动惯量先要测出一个转动惯量已知物体摆动的（摆动周期）,再算出本仪器弹簧的（扭转常数）。
若要测量其它形状物体的转动惯量，只要将待测物体放在本仪器项目的各种夹具上，测定其(摆动周期)。
3.三线摆法测物体的转动惯量具有较好的物理思想，其优点有（设备简单，直观，测试方便）。
4．光栅由许多的（等间距）狭逢构成的，两透光狭逢间距称为（光栅常数），当入射光垂直入射到光栅上时，衍射角k ，衍射级次K 满足的关系式是（λϕK b a K =+sin )(），用此式可通过实验测定（光的波长）。
5．在光栅衍射实验中，光栅方程是（λϕK b a K =+sin )(），其中a+b 是（光栅常数）φK 是（衍射角），Ｋ是（条纹级数）．6．一个物理量必须由（测量数据）和（单位）组成，二者缺一不可。
物理量的测量一般可分为（直接测量）和（间接测量）。
测量结果的三要素是（测量数据）、（测量单位）和（测量不确定度）。
绝对误差是（测量量）与（标准值）之差；相对误差是（测量量）与（标准值）之比的百分数。
7．对某一量进行足够多次的测量，则会发现其随机误差服从一定的统计规律分布。
其特点是：（单峰性）、（对称性）、（有界性）、（抵偿性）8．不确定度是指（对测量误差的一种评定方式）不确定度一般包含多个分量，按其数值的评定方法可规并为两类（A 类不确定度和B 类不确定度）9．扭摆实验中当转动角度很小时，物体作的是（简谐运动）。
本实验的计时器默认计时个数是（10）周期，状态指示应调节在（计时）位置10．测量结果包含有三要素，即（测量工具）、（测量数值）和（测量单位）11．牛顿环实验中测量两条纹直径的平方差是为了消除（半径）和（弦长）测量的不确定性，在测量过程中保持单方向性是为了避免（空回误差）。
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，通过迈克尔逊干涉仪的使用实验，掌握干涉仪的基本原理和操作方法，了解干涉仪在光学实验中的应用。
实验仪器，迈克尔逊干涉仪、光源、准直器、透镜、分束镜、反射镜等。
实验原理，迈克尔逊干涉仪是一种用于测量光波相位差的仪器，它利用光的干涉现象来实现对光波的测量。
当两束光波相遇时，它们会产生干涉条纹，通过测量这些条纹的位置和间距，可以得到光波的相位差。
实验步骤：1. 将光源通过准直器准直后，使其成为平行光。
2. 将平行光分为两束，一束通过分束镜射入反射镜，另一束直接射入反射镜。
3. 两束光在反射镜处反射后再次交汇，产生干涉。
4. 观察干涉条纹，调整反射镜的位置和角度，使得干涉条纹清晰可见。
5. 测量干涉条纹的间距和位置，计算出光波的相位差。
实验结果，通过实验观察和测量，得到了干涉条纹的位置和间距数据，并计算出了光波的相位差。
实验结果与理论值基本吻合，验证了迈克尔逊干涉仪的原理和应用。
实验结论，通过本次实验，我掌握了迈克尔逊干涉仪的基本原理和操作方法，了解了干涉仪在光学实验中的应用。
同时，实验也提醒我在操作干涉仪时需要仔细调整光路，保持仪器的稳定和精准，以获得准确的实验结果。
存在问题，在实验中，我发现在调整反射镜的位置和角度时，需要花费较多的时间和精力，有时难以保持稳定。
在今后的实验中，我需要进一步提高调节仪器的技巧，以提高实验效率和准确性。
改进建议，在今后的实验中，我将更加注重仪器的调节和稳定，提前做好实验准备工作，以确保实验顺利进行并获得准确的实验数据。
同时，我还会加强对干涉仪原理的理解，以更好地应用于实际实验中。
基于迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量
图 $ 金属丝的连接 #杨氏模量的测量数据及分析
表 $ 杨氏模量仪测量数据
次数
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44在大学物理的实验中普遍用静态杨氏模量仪法来测定金 属丝的杨氏弹性模量本文提出一种将迈克尔逊干涉仪与杨氏 弹性模量测定仪结合在一起来测定金属丝的杨氏弹性模量的 方法通过微小鼓轮读数的改变测量金属丝的形变量再通过 形变量算出杨氏弹性模量
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日期，2022年10月15日。
实验地点，XXX大学物理实验室。
实验目的，通过使用迈克尔逊干涉仪，观察干涉条纹的形成以及利用干涉条纹测量光波的波长。
实验仪器，迈克尔逊干涉仪、激光器、准直器、平面镜、分束镜、光电探测器等。
实验步骤及结果：
1. 调试仪器，首先使用准直器将激光器发出的光线调整为平行光，然后将平行光照射到分束镜上，使光线分为两束，经过平面镜反射后再次汇聚在分束镜上，形成干涉。
2. 观察干涉条纹，调整分束镜和平面镜的位置，观察在干涉区域内是否出现清晰的干涉条纹，调整仪器直到获得清晰的条纹。
3. 测量干涉条纹间距，使用光电探测器测量干涉条纹的间距，
根据已知的实验条件计算出光波的波长。
实验结果分析，通过实验观察发现，使用迈克尔逊干涉仪可以
清晰地观察到干涉条纹的形成，并且成功测量了光波的波长。
实验
结果与理论值基本吻合，验证了迈克尔逊干涉仪的有效性。
存在问题及改进措施，在实验过程中，由于仪器调试不够熟练，导致调试时间较长，下次实验需要提前熟悉仪器的使用方法，并加
强调试技巧，以提高实验效率。
总结，通过本次实验，我对迈克尔逊干涉仪的原理和使用方法
有了更深入的了解，并且掌握了干涉条纹的观察和测量技巧。
希望
通过今后的实验实践，能够进一步提高实验技能，为将来的科研工
作打下坚实的基础。
利用迈克尔逊干涉仪测杨氏弹性模量的方法
利用迈克尔逊干涉仪测杨氏弹性模量的方法闫凯;池红岩;韩仁学【摘要】提出一种借助于迈克尔逊干涉仪对金属丝杨氏弹性模量高准确度的测量方法.通过计量迈克尔逊干涉仪产生的干涉条纹变化数目,能准确测得金属丝微小长度变化量,进而测得其杨氏弹性模量.相比于传统的光杠杆法测微小位移,仪器结构简单,可操作性强.测得的数据计算结果表明:测量精度高,结果可靠.【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2014(012)005【总页数】3页(P31-32,48)【关键词】迈克尔逊干涉仪;杨氏弹性模量;干涉条纹;测量【作者】闫凯;池红岩;韩仁学【作者单位】黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心,哈尔滨150022;黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心,哈尔滨150022;黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心,哈尔滨150022【正文语种】中文【中图分类】O4-33杨氏弹性模量是表征固体力学性质的一个重要参数，在大学物理实验中较为常用的是采用静态拉伸法，通过光杠杆对微小长度量放大的方法来测定［1－2］。
此方法的巧妙之处在于，将光学中的反射定律与力学中的杠杆原理结合在一起，对微小长度量实现了放大，以达到对微小长度量的测量。
光杠杆法是一种极其重要的测量微小位移的方法，应用广泛。
也有人应用光的干涉、衍射以及显微镜等测量方法实现对微小长度量的测量［3－8］。
现提出一种利用迈克尔逊干涉仪与杨氏弹性模量测定仪相结合来测定金属丝的杨氏弹性模量的方法，通过产生的干涉条纹变化数目能较为准确地得出金属丝微小长度的变化量，进而测出金属丝杨氏弹性模量。
迈克尔逊干涉仪是美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作于1883年设计制作出来的精密光学仪器，装置如图1所示。
它利用分振幅法产生双光束以实现光的干涉，用来观察光的等倾、等厚和多光束干涉现象。
可以通过测量微小位移量测定单色光的波长和光源的相干长度等，在近代物理和计量技术中有广泛的应用。
相反也可以通过产生的干涉条纹变化数目Δk得知动镜M2移动的距离。
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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杨氏模量茂名学院 物理系 大学物理实验室实验日期：200 年 月 日实验提要班 级：姓 名：学号：指导教师：方运良实验课题及任务《用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量》实验课题任务是：利用迈克尔逊干涉仪能精密测量微小变量的特点，测量出钢丝在拉力作用下的微小伸长量，用特制的测力计测量拉力大小。
设计实验方案，测定钢丝的杨氏模量。
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量金属丝的杨氏模量》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，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
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根据实验用的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶用最小二乘法求出杨氏模量。
⑷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。
实验仪器迈克尔逊干涉仪、测力计、激光器。
教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完成实验；提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。
提交整体设计方案，要求用纸质版(电子版用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里)供教师修改。
参考文献（1）金正宇一个经典力学实验测量方法的改进——霍尔传感器测杨氏模量 [J] 实验室研究与探索,2000（2）张帮利用迈克耳孙干涉原理测杨氏模量 [J] 大学物理实验2007（3）陈水波，乐雄军测量杨氏模量的智能光电系统【J】物理实验，2001原始数据实验日期：12月16日实验中测得金属丝的直径d长度为L=（±）cm， He-Ne激光器λ=《用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量》实验实验目的：1 了解迈克尔逊干涉仪得原理，结构及调整方法。
2 利用迈克尔干涉仪能精密测量微小变量的特点，测量出钢丝在拉力作用下的微小伸长量，测定杨氏模量。
3 学会根据测量原理，设计出实验方法及实验步骤。
实验仪器：迈克尔逊干涉仪，测力计，激光器，螺旋测微计实验原理：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，其基本光路如右图所示。
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。
2干涉原理（1）非定域干涉在“用迈克尔孙干涉仪观察非定域干涉图样” 实验中，激光束经短焦距凸透镜扩束后得到点光源S ，它发出的球面波经G 1反射可等效为是由虚光源S ’发出的（如右图）。
S ’发出的光再经M 1和M 2’的反射又等效为由虚光源S 1和S 2发出的两列球面波，这两列球面波在它们相遇的空间内产生干涉，从而形成非定域干涉图样（2）等倾干涉当1M 、'2M 互相平行是，得到的是相当于平面板的等倾干涉条纹，其干涉图样定位于无限远，如果在E 处放一会聚透镜，并在其焦平面上放一屏，则在屏上可观察到一圈圈的同心圆。
对与入射角i 相同的各束光，如图1所示，其光程差均为:i d cos 2=∆ (1)S1M 迈克尔逊干涉仪光路图 点光源产生非定域干涉光路图对于第K 级条纹显然是满足下式的入射光反射而成的：λk i d ==∆cos 2 (2)在同心圆处i=0，干涉条纹的级数最高，此时有：λk d ==∆2 (3) 当移动1M 间隔d 增加时，同心圆的干涉级数增加，我们就可以看到中心条纹一个一个向外“冒”出；反之当d 减小时，中心条纹将一个一个地“缩”进去。
每“冒出”或“缩进”一个条纹，d 就增加或减少了2λ。
如果测出1M 移动的距离为d ∆,输出相应的“冒出”或“缩进”的条纹个数n ，则就可以算出激光的波长kd∆∆=2λ(4)利用迈克耳孙干涉原理,在全息平台上搭建一干涉光路,并对部分器具进行改造,如下图所示。
将被测金属丝一端固定,一端与反射镜2 的滑决相连, M2 的滑块平稳安置在一光滑导轨上,增加对金属丝得拉力即可改变金属丝的拉伸量而引起反射镜M2 的移动。
反射镜M2 的移动导致光程差的改变,使得等倾干涉圆环移动(条纹涌出或陷入) ,通过干涉圆环变化数目则可计算出金属丝微小拉 伸量:2λnl =∆ （5）其中n 为干涉圆环移动的数目,λ为人射光波长。
3金属丝杨氏模量在外力作用下，固体所发生的形状变化成为形变。
它可分为弹性形变和塑性形变两种。
本实验中，只研究金属丝弹性形变，为此，应当控制外力的大小，以保证外力去掉后，物体能恢复原状。
最简单的形变是金属丝受到外力后的伸长和缩短。
金属丝长L ，截面积为S ，沿长度方向施力f 后，物体的伸长L ∆，则在金属丝的弹性限度内，有：lLS f Y ∆=（6） 我们把E 称为杨氏弹性模量测出金属丝拉伸量后即可采用以下公式计算金属丝的杨氏模量， 根据公式42d S π=（7）将（7）代入（6）得ld fLY ∆=24π （8） 将（5）带入（8）式，即得金属丝杨氏模量得最终公式：28dn fLY λπ=(9)实验步骤：1）将仪器调至水平，装配点光源。
使用光纤激光源时，要使光束保持水平，入射与分光板的中部并垂直导轨。
打开He—Ne激光器的电源开关，调节好光强度，使激光束水平地射向干涉仪的分光板A。
（2）转动粗动手轮，移动镜M1的位置，此位置为固定镜M2和移动镜M1相对于分光板的大约等光程位置。
从投影屏处观察，可看到由M1和M2各自反射的两排光点像，仔细调整M1和M2后的三只调节螺钉，使两排光点像严格重合，这样M1和M2就基本垂直，即M1和M2就互相平行了。
再轻轻调节M2后的调节螺钉，使出现的圆条纹中心处于投影屏中心。
（3）消除仪器空转：先按某方向转动粗动手轮半圈，再按同一方向转动微动手轮，这时可看到干涉圆条纹是变化的。
（4）用直尺测量出金属丝的长度L。
（5）转动粗调滑轮，将钢丝拉直。
（6）使用螺旋测微器测量钢丝直径5次,并分别记录d的读数。
在钢丝的不同部位和不同的经向测量。
（7）记录测力计中的初始读数1f，再持续转动手轮，同时观察干涉条纹，使干涉条纹增加nf，此后每次让干∆=15），读出此时测力计的读数2∆条（本实验n涉条纹增加n∆条，并分别记录测力计中读数，再调节测量8次为止，并分别记录f的读数。
五、数据记录实验中测得金属丝的直径d长度为L =（ ± ）cm ， He-Ne 激光器λ=六、数据处理要求1. 用最小二乘法求出杨氏模量。
2.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。
七、思考题(1).干涉仪怎样调节的。
(2).补偿板有什么作用如果没有，会有什么影响数据处理:实验中测得金属丝的直径d602.05602.0603.0601.0602.0602.0554321=++++=++++=d d d d d d直径d 的A 类不确定度：()()()()32221210707.0602.0602.0602.0602.0602.0602.015111-=⨯=-++-+--=--=∑Λni i d d d n S 直径d 的B 类不确定度：3103.23004.03-⨯==∆=inst u d b()()3232322104.2103.210707.0---⨯=⨯+⨯=+=d d d u S U即得 ()()mm d002.0602.0±=对于L 的不确定度（单次测量）： 钢丝的仪器误差：01.0=∆inst()cm inst u U L L 006.0301.03;==∆==所以 ()()cm L 01.025.25+=()N f f f f f 4.6388.267.186.125.094.113.082.081.088)()(0801=+++++++=-++-=Λ根据公式 n f d L Y ∆⋅=28λπ 转换成 f Yd Ln ⋅=∆28λπ 可知n ∆与f 线性相关，令y n =∆,x f =,即bx y =5.678120105907560453015=+++++++=∆n()N f n f ni i 21.394.63)1(2212===∑=()N f f f f f n f ni i 26.888)()(1208201122=-++-==∑=Λ()392.68826.812008.23008.11511=⨯++⨯+⨯=⋅∆=⋅∆∑=Λn i f n n f n50.57371122=∆=∆∑=ni n n n25.45565.6712212==⎪⎭⎫⎝⎛∆=∆∑=n i n n n60.1488.2639.2168.3925.674.6322=--⨯=-⋅∆-∆⋅=ff f n n f b()()()()9917.025.455650.573739.2188.2663.45.6768.3922222=--⨯-=∆-∆-⋅∆-⋅∆=nnfffn f n r17.09917.060.14289917.012122=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--==r b n r S U b b 所以()17.060.14±=b 因为Yd L f n b 28πλ=∆=所以211629221088.160.1410602.0108.63214.31025.2588----⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==m N b d L Y πλ Y 的间接测量的不确定度：112221122222222221002.060.1417.025.25006.0)602.0002.0(41088.1)(2⨯=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=b U L U d U Y U b Y U L Y U d Y U b L d bL d Y%1.1%1001088.11002.0%1001111=⨯⨯⨯=⨯=Y U U Y r金属丝的杨氏模量 ()2111002.088.1-⋅⨯±=m N YY 的相对不确定度 %1.1±=rU结果讨论1 这组测量数据比较合理，误差不大。
2通过这次物理设计性实验，我对迈克尔逊干涉仪的原理和杨氏模量更加了解。