迈克尔逊干涉仪实验
(大物实验)迈克尔孙干涉仪实验
![(大物实验)迈克尔孙干涉仪实验](https://img.taocdn.com/s3/m/1004b31ba8114431b90dd80c.png)
大学物理实验迈克尔孙干涉仪一.实验原理1.迈克尔孙干涉仪的结构和原理2. 点光源产生的非定域干涉即M1和M2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。
由式可知,只要读出干涉仪中M1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。
3. 条纹的可见度利用上式可测出纳黄光双线的波长差4. 时间相干性问题长差越小,光源的单色性越好,相干长度就越长,所以上面两种解释是完全一致的。
t m则用下式表示钠光灯所发射的谱线为589.0nm与589.6nm,相干长度有2cm。
氦氖激光器所发出的激光单色性很好,其632.8nm的谱线,只有10-14~10-7nm,相干长度长达几米到几公里的范围。
对白光而言,其和λ是同一数量级,相干长度为波长数量级,仅能看到级数很小的几条彩色条纹。
5.透明薄片折射率(或厚度)的测量(1)白光干涉条纹(2)固体透明薄片折射率或厚度的测定当视场中出现中央条纹之后,在M1与A之间放入折射率为n、厚度为l的透明物体,则此时程差要比原来增大因而中央条纹移出视场范围,如果将M1向A前移d,使,则中央条纹会重新出现测出d和l求出折射率n。
二.实验步骤1.测量He-Ne激光的波长①调整好干涉仪,为实验做好准备。
②打开He-Ne激光器,在光源前放一小孔光栏,调节M2上的三个螺钉,从小孔初设的激光束,经M1,M2反射后,在观察屏上重合。
③去掉小孔光栏,换上焦距透镜而使光源成为发散光束,在两光程差不太大时,在毛玻璃屏上即可观察到干涉条纹,轻轻调节M2后的螺钉,应出现基本在中心的圆纹。
④测量He-Ne激光的波长。
轻轻转动微动转轮,移动M1,中心每出生或吞进n个条纹,记下移动的距离,用公式2h/n求出波长。
2.测量钠波波长,波长差及相干长度①波长测量同激光波长的测量②慢慢移动M1,增加光程差,条纹可见度下降,乃至看不清,测出两不可见位置的距离差L=t1-t2,即可求出波长。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/b555e89f250c844769eae009581b6bd97f19bc2c.png)
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,观察干涉条纹的产生及其变化规律,加深对干涉现象的理解。
实验仪器和材料,迈克尔逊干涉仪、激光器、准直透镜、半反射镜、反射镜、平行玻璃板、光学平台、调节螺钉等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪利用干涉现象来测量长度、观察光波的相干性等。
当两束光线在干涉仪中相遇时,它们会产生干涉条纹,通过观察这些条纹的变化可以得到有关光波的信息。
实验步骤:1. 将激光器放置在光学平台上,并使用准直透镜使光线垂直射入迈克尔逊干涉仪。
2. 调节半反射镜和反射镜的角度,使两束光线在干涉仪中相遇并产生干涉条纹。
3. 通过调节反射镜的位置或倾斜角度,观察干涉条纹的变化,记录下不同条件下的条纹图案。
4. 使用平行玻璃板或调节螺钉改变其中一束光线的光程差,再次观察干涉条纹的变化。
实验结果,通过实验观察和记录,我们发现随着反射镜位置或倾斜角度的改变,干涉条纹的间距和亮暗交替的规律也会发生变化。
当改变光程差时,干涉条纹的数量和位置也会发生相应的变化。
实验结论,通过本次实验,我们进一步理解了干涉现象的产生原理,以及光程差对干涉条纹的影响。
迈克尔逊干涉仪的使用不仅可以观察干涉条纹,还可以用于测量长度和检测光的相干性,具有重要的科研和应用价值。
存在问题和改进方向,在实验中,我们发现调节反射镜位置和角度时需要非常小心,否则会导致干涉条纹的变化不明显或无法观察到。
因此,需要更加熟练地操作仪器,并且加强对光程差的调节,以获得更准确的实验结果。
自查报告编写人,XXX。
日期,XXXX年XX月XX日。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/f8df161cac02de80d4d8d15abe23482fb4da02b3.png)
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,观察干涉条纹的产生并测量光波的波长。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、激光器、准直器、平面镜、分束镜、调节螺钉等。
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的仪器。
它由一束光经分束镜分为两束光线,分别经过两条光路后再次汇聚在一起,形成干涉条纹。
通过调节其中一条光路的长度,可以观察到干涉条纹的移动,从而测量光波的波长。
实验步骤:1. 将激光器放置在迈克尔逊干涉仪的一端,使光线垂直入射。
2. 使用准直器调节激光器的光线,使其成为平行光。
3. 调节分束镜,使光线分为两束,分别经过两条光路后再次汇聚在一起。
4. 观察干涉条纹的产生,并调节其中一条光路的长度,观察干涉条纹的移动。
5. 根据干涉条纹的移动情况,测量光波的波长。
实验结果,通过观察干涉条纹的移动,我们成功测量出了激光的波长为632.8nm。
实验结论,迈克尔逊干涉仪是一种有效测量光波波长的仪器,通过调节其中一条光路的长度,可以观察到干涉条纹的移动,从而测量光波的波长。
在本次实验中,我们成功测量出了激光的波长为632.8nm,实验结果与理论值相符。
自查报告,在本次实验中,我们按照实验步骤正确操作了迈克尔逊干涉仪,并成功测量出了激光的波长。
在实验过程中,我们注意到了光路的调节对干涉条纹的移动有重要影响,因此在实验中我们需要细心调节光路,确保实验结果的准确性。
同时,我们还需要注意实验环境的稳定性,避免外界干扰对实验结果的影响。
通过本次实验,我们对迈克尔逊干涉仪的使用有了更深入的理解,并掌握了测量光波波长的方法。
迈克尔逊干涉仪实验实验原理和实验内容
![迈克尔逊干涉仪实验实验原理和实验内容](https://img.taocdn.com/s3/m/f0f74517e55c3b3567ec102de2bd960590c6d9a7.png)
迈克尔逊干涉仪实验实验原理和实验内容1. 前言:干涉的奇妙世界大家好,今天咱们要聊的就是那个听起来高大上的“迈克尔逊干涉仪”,别被这个八字打住了,咱们的目的是轻松地来了解它,轻松得就像喝个茶。
一说到干涉,这个词可能让人想到波浪、水面、或者干脆就被“干扰”了心情。
其实,这个腻歪的东西在科学里可是一块宝藏!乍一听,这干涉仪好像高深莫测,实际上,它可不仅仅是出现在实验室里的神秘家伙,而是揭示了光的波动性和奇妙的一面。
1.1 干涉是什么?那么,干涉到底是个啥玩意儿呢?简单来说,就是两束光波在特定条件下相遇、重叠,产生的那种“你搅我、我搅你”的交融效果。
有点像咱们日常生活中朋友聚会时那种热火朝天的氛围,几个人一聊,气氛就一下子活跃起来了,对吧?不过,在光学里,这种“搅拌”可以让我们看到明暗相间的条纹,也就是所谓的干涉条纹。
1.2 迈克尔逊干涉仪的原理现在,咱们来说说这个干涉仪的“主角”迈克尔逊。
他可是个厉害角色,1890年就捣鼓出了这个小玩意儿,而且他一颗心就是想研究光的本质。
迈克尔逊干涉仪的原理,就像一个“光的分身术”。
仪器把一束光分成两条路,就像是分开了的姐妹,走向不同的方向。
然而,在两束光走了个来回之后,它们又会汇合在一起。
这个时候,如果两束光走的路程不一样,最后就会形成干涉现象。
咱们的迈克尔逊可真是个“分道扬镳”的聪明才子,没错吧?2. 实验内容:构造我们的干涉仪说了这些理论,小伙伴们一定想知道,咱们到底怎么把这个光的“阴谋”一一揭开呢?别着急,接下来我们就来构造一下这台干涉仪。
其实也不复杂,一个干涉仪大致需要一些简单的器材——一个光源、一个分光镜、两面镜子,以及一个接收器。
听起来像准备一顿美味大餐,其实就这么简单。
2.1 搭建仪器首先,咱们得找一个光源,通常用激光比较好,清晰又亮。
接着,用一个分光镜把这束激光“劈头盖脸”地给分成两束,一道走左边,一道走右边,嘿,姐妹分开后就精彩了!然后再用镜子将两束光分别反射回去,向着相同的方向走来,这过程就像两位舞者在场上翩翩起舞,越跳越带感。
迈克尔逊干涉仪实验原理
![迈克尔逊干涉仪实验原理](https://img.taocdn.com/s3/m/aa74f343eef9aef8941ea76e58fafab069dc44d9.png)
迈克尔逊干涉仪实验原理
迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象测量光的波长、光速等物理量的仪器。
该实验传统上采用的是半透半反射镜和平面镜构成的光路,分别称为分束器和合束器。
实验步骤如下:
1. 将光源(通常为单色光源)通过准直透镜射入干涉仪的分束器,使光射向半透半反射镜。
2. 半透半反射镜将光分为两束,一束经过反射进入合束器,一束经过透射继续直射。
3. 合束器的反射面上放置一物镜,其作用是将两束光重新合成为一束光。
4. 在光路上放置一干涉标样(如干涉膜),使光束被分为两条,并在合束时产生干涉现象。
5. 在干涉现象出现的区域,采用移动合束器的方法,使得两束光的光程差达到最大或最小。
6. 测量在最大或最小光程差时,移动的距离,即为干涉条纹的间距。
根据干涉条纹的间距,可以计算出空气中的光的波长。
7. 通过改变光路长度,可以测量光速等物理量。
迈克尔逊干涉仪实验原理的最重要特点是其准确性和灵敏度高。
通过调整干涉仪的光路,可以使干涉现象的条纹清晰可见,从而准确测量光的波长和光速。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/773d494ca7c30c22590102020740be1e650ecc3f.png)
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,观察干涉现象并测量光
的波长。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、激光器、平面镜、分束镜、准直器、光电探测器、测距仪。
实验原理,迈克尔逊干涉仪利用干涉现象来测量光的波长,其
基本原理是通过将光分成两束,经过不同路径后再合并,观察干涉
条纹的位移来测量光的波长。
实验步骤:
1. 将激光器与准直器对准,使激光垂直射入分束镜。
2. 调整分束镜和平面镜,使分束镜发出的两束光线相互垂直并
平行。
3. 将光电探测器放置在干涉条纹的位置,用测距仪测量光程差。
4. 移动一个镜片,观察干涉条纹的变化并记录数据。
5. 根据干涉条纹的位移计算光的波长。
实验结果,通过观察干涉条纹的变化,我们成功测量了光的波长,并得到了准确的实验数据。
实验结论,迈克尔逊干涉仪是一种有效的光学仪器,通过观察
干涉现象可以准确测量光的波长。
在实验中,我们掌握了干涉仪的
使用方法,并成功进行了光的波长测量实验。
存在问题及改进措施,在实验中,我们发现在调整分束镜和平
面镜时需要耐心和细心,以确保光线的垂直和平行。
在以后的实验中,我们需要更加注意调整仪器的精度,以获得更准确的实验数据。
自查报告编写人,XXX 时间,XXXX年XX月XX日。
迈克尔逊干涉实验
![迈克尔逊干涉实验](https://img.taocdn.com/s3/m/7f11e2e781c758f5f61f67d7.png)
G1
Hale Waihona Puke S’ A0θM2A
E
迈克耳逊干涉仪实验
4、激光器波长的测定(当M1和 M2′平行时) 观察非定域干涉某一级亮条纹 k
′ s′2 ′′ s1
2d
2d cos ik
k=
2d cos ik
λ
对于第k级亮纹,当d 增大时,如果要保持k不变, 则 cos ik , ik ,这时,环冒出。 对于第k级亮纹,当d 减小时,如果要保持k不变, 则 cos ik ,ik ,这时,环缩进。
迈克耳逊干涉仪实验
引 言
1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷设计的精 密光学仪器。他们利用该仪器进行了: 1、“以太漂移”的实验; 2、推断光谱线精细结构; 红隔线的波长: λC = 6438.4696 A 3、标定米尺 。
d
15ºC,1atm 的干燥空气中 迈克尔逊的主要贡献在于光谱学和度量学,获 1907年诺贝尔物理学奖。 1m = 1553164.13λCd
微动手轮
粗动手轮
迈克耳逊干涉仪实验
[仪器调节]
8. 读数。
33 最后读数为:
.52 33.52246mm
.00246
迈克耳逊干涉仪实验 注意事项
1、不能直视激光器。 2、调整各部件用力要适当,均匀缓慢,不可强旋硬拌。 3、反射镜、分束板的光学表面不可用手触摸,不允许擦拭! 4、测量时只能向一个方向旋转微动鼓轮移动,避免螺距差。 5、使用完毕,应适当放松定镜和动镜背面的三个螺钉、水平 拉簧和竖直拉簧螺钉,以免弹簧片、拉簧和支杆弹性疲劳 。
迈克耳逊干涉仪实验
干涉概述
分振幅法 法布里泊罗干涉仪 普通干涉法 双棱镜干涉 分波阵面法 双缝干涉
迈克尔孙干涉仪
迈克尔逊干涉仪实验报告
![迈克尔逊干涉仪实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/11f4e598b04e852458fb770bf78a6529647d3522.png)
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干涉条纹的形成,并利用
该装置测量光的波长。
实验原理:
迈克尔逊干涉仪利用干涉现象来测量光的波长,其基本原理是
利用分束镜将光分成两束,经过反射镜后再次汇聚,形成干涉条纹。
通过移动一个反射镜,使得其中一束光程差发生改变,从而观察到
明暗交替的干涉条纹。
根据光程差的变化可以计算出光的波长。
实验仪器:
迈克尔逊干涉仪、白光源、准直器、目镜、移动平台等。
实验步骤:
1. 调整迈克尔逊干涉仪,使得光路稳定,干涉条纹清晰。
2. 通过移动反射镜,观察干涉条纹的变化,记录不同位置的干
涉条纹图像。
3. 根据记录的数据,计算出光的波长。
实验结果:
通过实验观察和数据处理,我们成功获得了干涉条纹的图像,
并计算出了光的波长为XXX。
实验结果与理论值相符合,验证了迈
克尔逊干涉仪的测量精度。
实验结论:
本实验通过迈克尔逊干涉仪观察了干涉条纹的形成,并利用该
装置成功测量了光的波长。
实验结果准确可靠,达到了预期的目的。
存在问题和改进意见:
在实验过程中,我们发现在调整光路时需要更加耐心和细心,
以确保干涉条纹清晰稳定。
在今后的实验中,我们将更加注意仪器
的调整和操作,以提高实验的准确性和稳定性。
迈克尔逊干涉仪实验报告
![迈克尔逊干涉仪实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/e351d056fd4ffe4733687e21af45b307e871f9d5.png)
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
![迈克尔逊干涉仪](https://img.taocdn.com/s3/m/8732872b3169a4517723a36b.png)
Northeastern University
用迈克尔逊干涉仪测量物质折射率
用迈克尔逊干涉仪的白光干涉条纹可以测量M1镜 用迈克尔逊干涉仪的白光干涉条纹可以测量M1镜 M1 的位置。将待测薄玻璃片置入有M1镜的臂中, M1镜的臂中 的位置。将待测薄玻璃片置入有M1镜的臂中,再 次调出白光干涉条纹, 这时, 可以测到M1 M1镜的新 次调出白光干涉条纹, 这时, 可以测到M1镜的新 位置。 位置。 参考实验4.9 用迈克尔逊干涉仪测量物质折射率 参考实验4.9
物理实验教学中心
Nor理
物理实验教学中心
Northeastern University
(1)迈克尔逊干涉仪的结构与光路
分光板G 分光板 1 刻度盘 补偿板G 补偿板 2
可动镜M 可动镜 2
固定镜M 固定镜 1
粗调手轮
倾度微调 倾度微调
微调手轮
物理实验教学中心
33+0.52+0.00246= 33+0.52+0.00246=33.52246mm
物理实验教学中心
Northeastern University
主尺
粗动手轮读数窗口
微动手轮
最后读数为:? 32.52215mm 最后读数为:?
物理实验教学中心
Northeastern University
迈克尔逊干涉仪原理图
物理实验教学中心
Northeastern University
设两混叠区间距Δd0, 相应的Δk记作Δk0, 对λ1来 设两混叠区间距Δd 相应的Δk记作Δk Δk记作
2d 0 2d 0 λ 2= 来说, 说 λ1= , 对λ2来说, k 2 k1
从而
λ2 λ = 1
迈克尔逊干涉仪实验报告
![迈克尔逊干涉仪实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/860d242cc381e53a580216fc700abb68a982addf.png)
迈克尔逊干涉仪实验一、实验目的:1.了解迈克尔逊干涉仪的原理并掌握调节方法。
2.观察等倾干涉条纹,了解非定域干涉。
3.测定He—Ne激光的波长。
二、实验仪器:迈克尔逊干涉仪、He—Ne激光器、扩束镜(短焦距透镜)。
三、实验原理及过程简述:干涉仪的光路如图1, 光源上一点S发出的一束光线经分光板1G 被分为两束光线(1)和(2)。
这两束光分别射向相互垂直的全反射镜1M 和2M ,经1M 和2M 反射后又汇于分 光板1G ,这两束光再次被1G 分束,它们各有一束按原路返回光源(设两光束分别垂直于1M 、2M ),同时各有一束光线朝E的方向射出。
由于光线(1)和(2)为两相干光束,因此我们可在E的方向观察到干涉条纹。
图12M '是反射镜2M 被1G 反射所成的虚像。
从E 处看两相干光是从1M 和2M ' 反射而来。
因此在迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉与1M 2M '间空气膜所产生的干涉是一样的。
图2用凸透镜会聚的激光束是一个很好的点光源,它向空间发射球面波,从1M 和2M 反射后可看成由两个光源 S1和 S2发出的(见图2),S1(或S2)至屏的距离分别为点光源S从 1G 和1M (或2M 和1G )反射再至屏的光程,S1和S2的距离为1M 和2M '之间距离 d的二倍,即 2d。
虚光源 S1和S2发出的球面波在它们相遇的空间处处相干,这种干涉是非定域干涉。
如果把屏垂直于S1和S2的联线放置,则我们可以看到一组组同心圆,圆心就是S1和S2连线与屏的交点。
如图2,由S1S2到屏上任一点A,两光线的程差L可得:δcos 2d L = (1) 由式(1)可知:(1)当0=δ时,程差最大,即圆心E点所对应的干涉级别最高; (2)d 增大时,条纹变细变密。
反之d减小,条纹变粗变稀;(3)d 增加或减小2λ,圆心E点“冒出”或“缩进”1级条纹,它们的关系为: N d ∆λ=∆2(2) 若测出“冒出”或“缩进”的条纹数目N ∆,1M 移动的距离△d ,则就可求得波长λ。
迈克尔逊干涉仪干涉现象实验报告
![迈克尔逊干涉仪干涉现象实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/f73ae42ece84b9d528ea81c758f5f61fb73628d6.png)
迈克尔逊干涉仪干涉现象实验报告一、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、观察等倾干涉和等厚干涉条纹,并熟悉其特点。
3、利用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长。
二、实验原理迈克尔逊干涉仪是一种利用分振幅法产生双光束干涉的精密光学仪器。
其光路图如下图所示:!迈克尔逊干涉仪光路图(由光源 S 发出的一束光,经分光板 G1 分成相互垂直的两束光,反射光1 射向平面镜M1,透射光2 射向平面镜M2。
两束光分别被M1、M2 反射后,又经分光板 G1 汇合到一起,在观察屏 E 处产生干涉条纹。
当 M1 和 M2 严格垂直时,产生的是等倾干涉条纹。
此时,两束光的光程差为:\\Delta = 2d\cos\theta\其中,d 为 M1 和 M2 之间的距离,\(\theta\)为入射角。
当光程差为波长的整数倍时,产生亮条纹;当光程差为半波长的奇数倍时,产生暗条纹。
当 M1 和 M2 不垂直时,产生的是等厚干涉条纹。
此时,两束光的光程差主要取决于 M1 和 M2 之间的夹角以及它们之间的距离变化。
三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、HeNe 激光器、扩束镜、毛玻璃屏等。
四、实验步骤1、仪器调节调节迈克尔逊干涉仪的底座水平,使仪器处于稳定状态。
调节激光束与分光板 G1 大致垂直,通过观察屏上的光点位置进行调整。
调节 M1 和 M2 背后的螺丝,使两束反射光在观察屏上重合,出现干涉条纹。
2、观察等倾干涉条纹缓慢移动 M1 镜,观察干涉条纹的变化,注意条纹的形状、疏密和移动方向。
3、观察等厚干涉条纹调节 M1 和 M2 之间有一定夹角,观察等厚干涉条纹的形状和特点。
4、测量光波波长先记录 M1 镜的初始位置 d1。
沿某一方向移动 M1 镜,使干涉条纹中心每冒出(或缩进)50 个条纹,记录一次 M1 镜的位置 d2。
重复测量多次,计算出波长。
五、实验数据及处理1、测量光波波长的数据记录|测量次数| M1 镜初始位置 d1 (mm) | M1 镜移动后位置 d2 (mm) |条纹变化数 N ||||||| 1 |______ |______ | 50 || 2 |______ |______ | 50 || 3 |______ |______ | 50 |2、数据处理波长计算公式:\(\lambda =\frac{2\Delta d}{N}\)其中,\(\Delta d = d2 d1\)计算出每次测量的波长值,然后求平均值。
迈克尔逊干涉仪实验
![迈克尔逊干涉仪实验](https://img.taocdn.com/s3/m/3ce693a65ff7ba0d4a7302768e9951e79b8969ef.png)
迈克尔逊干涉仪实验迈克尔逊干涉仪实验的详细解读及其应用引言物理学中的实验是理论验证和探索科学规律的重要手段,而迈克尔逊干涉仪实验是一种经典的实验,在光学领域具有重要的应用。
本文将从定律到实验准备以及过程,详细解读迈克尔逊干涉仪实验,并探讨实验的应用以及在其他专业性角度的研究。
定律迈克尔逊干涉仪实验是基于光的干涉定律,该定律描述了当两束光波相遇时,它们的相对相位引起干涉图案的形成。
光的干涉过程可以通过两条路径(光程)中的相位差确定,其干涉效应可以通过干涉图案的明暗交替来观察到。
实验准备进行迈克尔逊干涉仪实验需要以下仪器和器材:1. 迈克尔逊干涉仪:迈克尔逊干涉仪由一个光源、一个半透明镜、两个平行的反射镜和一个接收屏幕组成。
光源可以是激光或单色光源,反射镜要求高反射率。
2. 平行光平台:用于确保光源的发出的光为平行光。
3. 光源调节器:常用的光源调节器有偏振片、ND滤光片等,用于控制光源的亮度和偏振。
4. 接收屏幕:用于接收干涉图案,可以是透明屏幕或摄像机。
实验过程1. 实验设置:将反射镜安装到迈克尔逊干涉仪上,确保光源斜射到半透明镜上,并将接收屏幕放置在相对的方向上。
确保干涉仪周围环境的光线尽可能暗,并避免震动和空气流动。
2. 初始调节:通过移动反射镜,使得两束光线从半透明镜上发出并反射到两个反射镜上,反射后再汇聚到半透明镜上。
移动反射镜,直到观察到干涉图案。
3. 干涉图案观察:通过调整反射镜的位置,可以改变光束的光程差,从而改变干涉图案的明暗。
观察干涉图案的变化并记录。
4. 相位差测量:通过微调反射镜,使得干涉图案上的某一暗纹达到最亮,然后观察需要移动反射镜的距离。
通过光的相位差公式,即可计算出暗纹所对应的相位差。
实验应用1. 测量光速:通过测量干涉图案上移动反射镜所需的距离和给定光源的波长,可以通过光速公式计算出光的速度。
2. 曲率测量:通过对不同曲率的反射面进行干涉实验,可以测量反射面的曲率半径和形状,进而研究光学元件的表面形貌。
迈克尔逊干涉仪实验
![迈克尔逊干涉仪实验](https://img.taocdn.com/s3/m/757fa09c48649b6648d7c1c708a1284ac9500517.png)
迈克尔逊干涉仪实验
一、简介
迈克尔逊干涉仪是一种常见的光学仪器,用于测量光的干涉现象。
它基于干涉
现象原理,利用光程差的变化引起干涉条纹的移动,从而实现光波的干涉测量。
二、实验目的
通过迈克尔逊干涉仪实验,探究光的干涉现象,理解干涉原理,学习干涉仪的
构造和使用方法,提高实验操作能力。
三、实验原理
1.干涉现象:光程差导致两束光发生相对相位差,进而产生干涉现象。
2.干涉条纹:当两束光相干干涉,光强相加或相消形成明暗交替的干
涉条纹。
3.迈克尔逊干涉仪:由分束镜、反射镜、反射板等组成,用于观察光
的干涉现象。
四、实验步骤
1.准备迈克尔逊干涉仪及光源。
2.调整分束镜和反射镜的角度,使两束光交汇。
3.观察干涉条纹,在平移反射镜的同时调整角度,观察条纹的变化。
4.记录实验现象,分析干涉条纹的规律。
五、实验数据
根据实验记录,绘制干涉条纹图,并分析干涉条纹的间距及明暗交替规律。
六、实验结果
通过迈克尔逊干涉仪实验,观察到了清晰的干涉条纹,验证了光的干涉现象。
实验数据显示,干涉条纹的间距与光程差有关,明暗交替规律符合干涉原理。
七、实验结论
迈克尔逊干涉仪实验有效地展示了光的干涉现象,加深了对干涉原理的理解。
实验结果符合理论预期,为光学实验教学提供了有力支持。
八、实验意义
通过迈克尔逊干涉仪实验,提高了学生对光的干涉现象的认识,培养了实验操作能力和数据分析能力,拓展了光学实验的应用范围。
以上为迈克尔逊干涉仪实验的相关内容,希望可以帮助更好地理解光的干涉现象。
迈克尔逊干涉仪(实验报告)-迈克尔逊的实验原理
![迈克尔逊干涉仪(实验报告)-迈克尔逊的实验原理](https://img.taocdn.com/s3/m/1ad64a22581b6bd97f19ea6d.png)
迈克尔逊干涉仪(实验报告)一、实验目的1、掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法并观察各种干涉图样。
2、区别等倾干涉、等厚干涉和非定域干涉,测定He-Ne 激光波长二、实验仪器迈克尔逊干涉仪、He-Ne 激光器及光源、小孔光阑、扩束镜(短焦距会聚镜)、毛玻璃屏等。
(图一)(图二)三、实验原理①用He-Ne 激光器做光源,使激光通过扩束镜会聚后发散,此时就得到了一个相关性很好的点光源,射到分光板P1和P2上后就将光分成了两束分别射到M1 和M2 上,反射后通过P1 、P2 就可以得到两束相关光,此时就会产生干涉条纹。
②产生干涉条纹的条件,如图 2 所示, B 、 C 是两个相干点光源,则到A 点的光程差δ=AB-AC=BCcosi , 若在A 点出产生了亮条纹,则δ =2dcosi=k λ (k 为亮条纹的级数) ,因为i 和k 均为不可测的量,所以取其差值,即λ =2 Δ d/ Δ k。
四、实验步骤1、打开激光电源,先不要放扩束镜,让激光照到分光镜P1 上,并调节激光的反射光照射到激光筒上。
2、调节M2 的位置使屏上两排光中最亮的两个光点重回,并调至其闪烁。
3、将扩束镜放于激光前,调节扩束镜的高度和偏角,使光能照在P1分光镜上,看显示屏上有没有产生同心圆的干涉条纹图案。
没有的话重复2 、3 步骤,直到产生同心圆的干涉条纹图案。
4、微调M2是干涉图案处于显示屏的中间。
5、转动微量读数鼓轮,使M1 移动,可以看到中心条纹冒出或缩进,若看不到此现象,先转动可度轮,再转动微量读数鼓轮。
记下当前位置的读数d0 ,转动微量读数鼓轮,看到中心条纹冒出或缩进30 次则记一次数据,共记录10 次数据即d0、d1 (9)6、关闭激光电源,整理仪器,处理数据。
五、实验数据处理数据记录:数据处理:Δd0=d5-d0=0.05202mm Δd1=d6-d1=0.05225mmΔd2=d7-d2=0.04077mm Δd3=d8-d3=0.04077mmΔd4=d9-d4=0.05071mmΔd(平均)=(Δd0+Δd1+Δd2+Δd3+Δd4)/5 =0.047304mmA类不确定度σ=5.99355*10-6mΔk=150所以λ(平均)=2Δd(平均)/Δk =630.72 nmB类不确定度:UΔB=0.5*10-7 m总不确定度:UΔd =6.01437*10-6 mUλ =2UΔd/Δk =80.1916 nm所以λ=λ(平均)+Uλ=630.72 + 80.1916 nmEλ=(632.8-630.72)/632.8 *100% =0.329%遇到失意伤心事,多想有一个懂你的人来指点迷津,因他懂你,会以我心,换你心,站在你的位置上思虑,为你排优解难。
迈克尔逊干涉仪(实验报告)
![迈克尔逊干涉仪(实验报告)](https://img.taocdn.com/s3/m/c2221121af45b307e871974e.png)
迈克尔逊干涉仪(实验报告)一、实验目的1、掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法并观察各种干涉图样。
2、区别等倾干涉、等厚干涉和非定域干涉,测定He-Ne 激光波长二、实验仪器迈克尔逊干涉仪、He-Ne 激光器及光源、小孔光阑、扩束镜(短焦距会聚镜)、毛玻璃屏等。
(图一)(图二)三、实验原理①用He-Ne 激光器做光源,使激光通过扩束镜会聚后发散,此时就得到了一个相关性很好的点光源,射到分光板P1和P2上后就将光分成了两束分别射到M1 和M2 上,反射后通过P1 、P2 就可以得到两束相关光,此时就会产生干涉条纹。
②产生干涉条纹的条件,如图 2 所示, B 、 C 是两个相干点光源,则到A 点的光程差δ=AB-AC=BCcosi , 若在A 点出产生了亮条纹,则δ =2dcosi=k λ (k 为亮条纹的级数) ,因为i 和k 均为不可测的量,所以取其差值,即λ =2 Δ d/ Δ k。
四、实验步骤1、打开激光电源,先不要放扩束镜,让激光照到分光镜P1 上,并调节激光的反射光照射到激光筒上。
2、调节M2 的位置使屏上两排光中最亮的两个光点重回,并调至其闪烁。
3、将扩束镜放于激光前,调节扩束镜的高度和偏角,使光能照在P1分光镜上,看显示屏上有没有产生同心圆的干涉条纹图案。
没有的话重复2 、3 步骤,直到产生同心圆的干涉条纹图案。
4、微调M2是干涉图案处于显示屏的中间。
5、转动微量读数鼓轮,使M1 移动,可以看到中心条纹冒出或缩进,若看不到此现象,先转动可度轮,再转动微量读数鼓轮。
记下当前位置的读数d0 ,转动微量读数鼓轮,看到中心条纹冒出或缩进30 次则记一次数据,共记录10 次数据即d0、d1 (9)6、关闭激光电源,整理仪器,处理数据。
五、实验数据处理数据记录:数据处理:Δd0=d5-d0=0.05202mm Δd1=d6-d1=0.05225mmΔd2=d7-d2=0.04077mm Δd3=d8-d3=0.04077mmΔd4=d9-d4=0.05071mmΔd(平均)=(Δd0+Δd1+Δd2+Δd3+Δd4)/5 =0.047304mmA类不确定度σ=5.99355*10-6mΔk=150所以λ(平均)=2Δd(平均)/Δk =630.72 nmB类不确定度:UΔB=0.5*10-7 m总不确定度:UΔd =6.01437*10-6 mUλ =2UΔd/Δk =80.1916 nm所以λ=λ(平均)+Uλ=630.72 + 80.1916 nmEλ=(632.8-630.72)/632.8 *100% =0.329%。
迈克尔逊干涉实验报告
![迈克尔逊干涉实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/a6f8ad3300f69e3143323968011ca300a7c3f610.png)
迈克尔逊干涉实验报告迈克尔逊干涉实验报告迈克尔逊干涉实验是19世纪末由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊提出并完成的一项经典实验。
该实验以光的干涉现象为基础,通过利用干涉仪探索光的波动性质,为光的本质提供了重要的实验证据。
本文将对迈克尔逊干涉实验的原理、实验过程和结果进行探讨。
一、实验原理迈克尔逊干涉实验基于光的波动理论,利用光的干涉现象来研究光的性质。
干涉是指两个或多个光波相遇时产生叠加的现象。
迈克尔逊干涉实验利用干涉仪,通过光的分波、反射和重合,观察干涉条纹的形成与变化,从而揭示光的波动本质。
二、实验装置迈克尔逊干涉实验主要由一束光源、一块半透半反射镜、两块平行玻璃板和一块反射镜组成。
光源发出的光经半透半反射镜分成两束,一束直接射向反射镜,另一束射向平行玻璃板后再反射到反射镜上。
两束光再次汇聚在半透半反射镜上,形成干涉条纹。
三、实验过程1. 调整装置:首先,需要将反射镜和半透半反射镜调整到合适的角度,使得两束光在半透半反射镜上重合。
同时,保证光源发出的光为单色光,以减小干涉条纹的扩散。
2. 观察干涉条纹:当光线通过半透半反射镜后,一部分光线直接射向反射镜,另一部分光线经过平行玻璃板后再反射到反射镜上。
两束光线再次汇聚在半透半反射镜上,形成干涉条纹。
通过调整反射镜和半透半反射镜的位置,可以观察到不同的干涉条纹。
四、实验结果迈克尔逊干涉实验的结果是通过观察干涉条纹的形态和变化来推测光的性质。
实验结果表明,干涉条纹的出现与光的波动性质密切相关。
当两束光的光程差为整数倍的波长时,干涉条纹明亮;当光程差为半波长时,干涉条纹暗淡。
这一现象表明光具有波动性,支持了光的波动理论。
五、实验意义迈克尔逊干涉实验为光的波动理论提供了有力的实验证据。
它揭示了光的波动性质,证明了光是一种波动的电磁现象。
这一实验成果对后来的光学理论和实验研究产生了重大影响,为光学的发展奠定了基础。
六、实验应用迈克尔逊干涉实验不仅在理论研究中具有重要意义,而且在实际应用中也有广泛的用途。
物理实验迈克尔逊干涉仪实验
![物理实验迈克尔逊干涉仪实验](https://img.taocdn.com/s3/m/c2eef96aec630b1c59eef8c75fbfc77da269971c.png)
物理实验迈克尔逊干涉仪实验迈克尔逊干涉仪是一种基于干涉现象的物理实验装置,由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊于1881年发明。
通过迈克尔逊干涉仪实验,我们可以观察到光的干涉现象,并进一步了解光的波动性和光的性质。
在本文中,我们将介绍迈克尔逊干涉仪的实验原理、实验步骤和实验结果的分析。
实验原理:迈克尔逊干涉仪的实验原理基于光的干涉现象和分光反射镜的特性。
迈克尔逊干涉仪由两面相互垂直的镜子组成,其中一面是半透明的分光反射镜。
当光线照射到分光反射镜上时,一部分光线透射通过,一部分光线反射掉。
透射光线和反射光线沿不同的路径传播,最终再次相遇形成干涉现象。
实验步骤:1. 准备实验材料和仪器,包括迈克尔逊干涉仪、光源、干涉纹检测器等。
2. 将迈克尔逊干涉仪放置在水平台上,并确保镜子垂直地安装在支架上。
3. 将光源置于适当的位置,使得光线能够照射到分光反射镜上。
4. 调整分光反射镜的角度,使得反射光线和透射光线的路径长度相等。
5. 打开干涉纹检测器,观察干涉纹的出现和变化。
6. 调整迈克尔逊干涉仪的一面镜子的位置,观察干涉纹的变化,记录实验结果。
实验结果分析:通过迈克尔逊干涉仪的实验,我们可以观察到干涉纹的出现和变化。
干涉纹是由光的干涉产生的亮暗交替的条纹,用于表示光的波动性和光的相位变化。
在实验中,当两束平行光线从迈克尔逊干涉仪的分光反射镜射出后,经过两面镜子的反射和透射,再次相遇时,光线的相位差会引起干涉现象。
如果两束光线的光程差是波长的整数倍,将会有加强干涉现象的出现,形成明条纹;而如果光程差是波长的半整数倍,将会有干涉现象的减弱甚至消失,形成暗条纹。
通过观察干涉纹的出现和变化,我们可以判断出光线的相位差和波长的关系,从而进一步了解光的波动性和干涉现象。
总结:迈克尔逊干涉仪实验是一种基于光的干涉现象的物理实验。
通过观察干涉纹的出现和变化,我们可以了解光的波动性和光的性质。
在实验中,我们需要准备实验材料和仪器,并按照实验步骤进行操作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
迈克尔逊干涉仪实验
【实验原理】
1、迈克尔逊干涉仪结构原理
迈克尔逊干涉仪是利用分振幅法产生双光束以
实现干涉。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。若观察到的干涉条纹移动一条,便
是平面镜 M
1
的动臂移动量为λ/2,等效于
M
与
1
M
2
M1
干光发出的球面波在相遇空间处 S
处相干,所以观察屏放入光场叠
加区的任何位置处,都可观察到
形状不同的干涉条纹,称这种条
纹为非定域干涉条纹。
3、等倾干涉
当 M和1 M严2 格平行时(即 和M 1 相M 2互垂直),所
得的干涉为等倾干涉。所有倾角为 的入射光束由
M
和
1
M
2 反射的光波的光程差均为
2dco。s此时干
次数
吞
起点(mm)
1 终点(mm)
起点(mm起点(mm)
4 终点(mm)
起点(mm)
5 终点(mm)
吐
起点(mm)
d1
终点(mm)
d 2
d3
起点(mm) 终点(mm) 起点(mm) 终点(mm)
d 4
起点(mm) 终点(mm)
起点(mm)
d5
终点(mm)
线黑纹,即中央暗纹,两边 是对称分布的彩色条纹。
图4 白光干涉条纹
【实验内容】
1、每“吞进”30个条纹测一次,连续测5次。 2、每“吐出”30个条纹测一次,连续测5次。
【数据处理】
1、计算波长,计算相对误差,正确表示测量结果。
注:理=632.8nm
迈克耳孙干涉仪实验数据记录表:(每次30个条纹)
的像之间的空气膜厚度改变λ/2。
接收屏 平面镜 M 2
补偿板
分光板 平面镜 M 1
粗动手轮
微动手轮
微调螺丝
M1
d
M 2
S光源
分光板
补偿板
M2
G1
G2
P
迈克耳逊干涉仪原理图
S光源,P观察屏,G1、G2为材料厚度相同的平行 板,G1为分光板,其后表面为镀银的半透半反膜, 以便将入射光分成振幅近乎相等的反射光和透射光。 G2为补偿板,它补偿了反射光和透射光的附加光程 差。M1、M2是相互垂直的平面反射镜, M2'是M2 的虚象。这两束光波分别在M1、M2上反射后逆着各 自入射方向返回,最后都到达P处形成干涉条纹。
可编辑ppt
d 6 d 7
d8 d9 d10
10
可编辑ppt
12
涉产生的条件为 :
2dcos k2k,12,
k 1,2, k0,1,2,
明条纹 暗条纹
式中 k 称为干涉级次。因为相同入射角的入射光具有
相同的光程差, 所以干涉图样是由一组同心明暗相
间的圆环组成。
4、白光干涉
用白光光源只有在 d 0
附近能观察到干涉条纹,这 时对各种波长的光来说,其
光程差均为 /2,故产生直
移动M1,改变干涉间距,可观察到干涉条纹随之 改变。二平面反射镜之间距离增大时,中心就“吐 出”一个个圆环;距离减少时,中心就“吞进”一 个个圆环。
2、点光源产生的非定域干涉
一个点光源S产生的光束经
S 1
M1和M2’反射后产生的干涉
S 2
现象,相当于沿轴向分布的两个
虚光源S1’、S2’所产生的相
M 2