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
迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告
a调节移动镜和参考镜后面的三个调节螺丝,将屏上观察到的两排亮点一一对应重合(其中各有一个最亮点要重合),使屏上能观察到等倾干涉条纹。
b调节粗动手轮和参考镜下的两个微调螺丝,使干涉条纹疏密适中,并处于屏的中央位置,并且使移动镜、分光板、补偿板的几何中心和等倾干涉条纹的中心基本在一条直线上。
1.等倾干涉
当M1、M2完全平行时,将获得等倾干涉,其干涉条纹的形状决定于来自光源平面上的入射角i(如图35-3所示),在垂直于观察方向的光源平面S上,自以O点为中心的圆周上各点发出的光以相同的倾角 ,入射到M1、M2之间的空气层,所以它的干涉图样是同心圆环,其位置取决于光程差L。
从图3 看出:
(1)
将数据表中的数据分成2组,采用逐差法进行处理,表中数据相对应的干涉条纹变化数N=50。
= = =
=
=
级亮圆纹不放改变m1m2的位置使其间隔增大但要保持2ecosikk不变则必须减小cosik来达到因此ik必须增大这就意味着干涉条纹从中心向外冒出减小cosik必然增大这就意味着ik所以相当于干涉圆环一个一个地向中心缩进环中心ik2k3时则干涉条纹就从中心冒出或向中心缩进始末两态的位置即可求出m2走过距离则可以计算出此时光波的波长n可见当m1m2之间的距离增大或减小实验内容和步骤一等倾干涉及激光波长的测定1
广西大学学生实验报告
成绩:指导教师:
专业:班别:实验时间:
实验人:学号:同组实验人:
实验名称:迈克尔逊干涉仪的调节和使用
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。观察倾干涉条纹,测量待测光波波长
实验仪器和用具:
钠光灯,毛玻璃屏,迈克尔逊干涉仪
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及
其变化规律,加深对干涉现象的理解。
实验仪器与材料,迈克尔逊干涉仪、激光器、准直透镜、半反
射镜、平台、调节螺丝等。
实验步骤:
1. 将迈克尔逊干涉仪放置在水平平台上,并调整好仪器的位置。
2. 用激光器照射光线到准直透镜上,使其成为平行光。
3. 将平行光照射到半反射镜上,使其一部分光线反射到一面平
板上,另一部分光线透射到另一面平板上。
4. 调节半反射镜和平板的位置,使得两路光线相互干涉。
5. 观察在干涉仪屏幕上出现的干涉条纹,并记录其形状和变化
规律。
实验结果与分析:
在实验中,我们观察到了在迈克尔逊干涉仪屏幕上出现的清晰的干涉条纹。
随着半反射镜和平板的微小调节,我们发现干涉条纹的间距和形状会发生变化。
通过仔细观察和记录,我们发现了干涉条纹的规律,并且加深了对干涉现象的理解。
自查与总结:
在实验过程中,我们需要仔细调节仪器,以确保干涉条纹的清晰度和稳定性。
同时,观察和记录干涉条纹的变化规律也需要耐心和细心。
在今后的实验中,我们需要更加熟练地操作迈克尔逊干涉仪,加深对干涉现象的理解,并且在实验中更加注重数据的准确性和实验结果的分析。
通过这次实验,我们对干涉现象有了更深入的认识,也掌握了使用迈克尔逊干涉仪的技巧和方法。
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告各位朋友,今天咱们来聊聊那个神奇的小玩意——迈克耳孙干涉仪。
这个家伙,可不仅仅是个光学仪器那么简单,它可是科学家们用来研究光的神奇工具呢!想象一下,你面前摆着一个大大的镜子和一堆五彩斑斓的光。
镜子就像是一面哈哈镜,把那些五彩斑斓的光照得七扭八歪的。
而那些乱七八糟的光,就像是一群调皮捣蛋的小精灵,在镜子里跳来跳去。
这时候,科学家们拿出了他们的魔法棒——迈克耳孙干涉仪。
这玩意儿啊,就像是一个超级大镜子,能把那些调皮捣蛋的小精灵都照得清清楚楚。
科学家们只要轻轻一调整,那些调皮捣蛋的小精灵就乖乖地排成一排,整整齐齐地站在了镜子前面。
现在,咱们就来说说怎么用这个神奇的小东西。
你得把那些调皮捣蛋的小精灵——也就是激光,调到一起。
调好之后,科学家们就会把镜子对准那些调皮捣蛋的小精灵。
然后,他们就开始用迈克耳孙干涉仪来观察这些调皮捣蛋的小精灵。
你们看,那些调皮捣蛋的小精灵在镜子里跳来跳去,就像一群小精灵在跳舞一样。
科学家们通过迈克耳孙干涉仪,就能清楚地看到这些调皮捣蛋的小精灵的位置和运动轨迹。
这个过程就像是给那些调皮捣蛋的小精灵们拍了一张张清晰的照片。
科学家们通过这些照片,就能了解到这些调皮捣蛋的小精灵的运动规律和性质。
这个过程可不简单。
科学家们得小心翼翼地调整迈克耳孙干涉仪,确保那些调皮捣蛋的小精灵都能被照得清清楚楚。
还得时刻关注那些调皮捣蛋的小精灵的反应,确保不会因为操作不当而影响到实验结果。
迈克耳孙干涉仪就像一个神奇的魔术师,它能让那些调皮捣蛋的小精灵在镜子里跳来跳去,还能清晰地看到它们的运动轨迹。
科学家们通过这个神奇的小东西,就能了解到那些调皮捣蛋的小精灵的运动规律和性质。
所以啊,下次当你看到那些五颜六色的激光在镜子里跳来跳去的时候,别以为它们只是在做游戏哦。
它们是在和科学家们玩一场精彩的“捉迷藏”呢!。
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与使用实验报告
(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、等厚干涉的了理
(3)测量He-Ne激光波长。
二、实验使用仪器与材料
迈克尔逊干涉仪、钠光灯、毛玻璃屏、激光光源等。
3、实验步骤
【实验步骤】
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)。
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”100个干涉环时,M1镜位置,连续记录5次。
四、实验数据整理与归纳
N =50
I
圈数
位置I
1
0
30.27615
2
50
30.28768
3
100
30.29872
4
150
30.31034
5
200
30.32429
6
250
30.33202
7
300
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。
实验六--迈克尔逊干涉仪的调整和使用
实验六 迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验性质:综合性实验 教学目的和要求:1. 了解迈克尔逊干涉仪的原理并掌握调节方法;2. 观察等倾干涉条纹的特点;3. 测定He-Ne 激光的波长。
教学重点与难点:对迈克尔逊干涉仪的工作原理与等倾干涉概念的理解;本实验仪器的正确调节与使用以及正确记录有效数字。
一.检查学生的预习情况检查学生预习报告:内容是否完整,表格是否正确。
二.实验仪器和用具:迈克尔逊干涉仪,氦氖激光器、毛玻璃屏 三.讲解实验原理:(一)实验仪器介绍1. 迈克尔逊干涉仪的构造迈克尔逊干涉仪的构造如图33-1。
其主要由精密的机械传动系统和四片精细磨制的光学镜片组成。
1G 和2G 是两块几何形状、物理性能相同的平行平面玻璃。
其中1G 的第二面镀有半透明铬膜,称其为分光板,它可使入射光分成振幅(即光强)近似相等的一束透射光和一束反射光。
2G 起补偿光程作用,称其为补偿板。
1M 和2M 是两块表面镀铬加氧化硅保护膜的反射镜。
2M 是固定在仪器上的,称其为固定反射镜,1M 装在可由导轨前后移动的拖板上,称其为移动反射镜。
迈克尔逊干涉仪装置的特点是光源、反射镜、接收器(观察者)各处一方,分得很开,可以根据需要在光路中很方便的插入其它器件。
1M 和2M 镜架背后各有三个调节螺丝,可用来调节21M M 和的倾斜方位。
这三个调节螺丝在调整干涉仪前均应先均匀地拧几圈(因每次实验后为保证其不受应力影响而损坏反射镜都将调节螺丝拧松了),但不能过紧,以免减小调整范围。
同时也可通过调节水平拉簧螺丝与垂直拉簧螺丝使干涉图像作上下和左右移动。
而仪器水平还可通过调整底座上三个水平调节螺丝来达到。
图11 ——主尺2 ——反射镜调节螺丝3 ——移动反射镜1M4 ——分光板1G5 ——补偿板2G6 ——固定反射镜2M7 ——读数窗 8 ——水平拉簧螺钉 9 ——粗调手轮10——屏11——底座水平调节螺丝确定移动反射镜1M 的位置有三个读数装置:①主尺——在导轨的侧面,最小刻度为毫米,如图:②读数窗——可读到0.01mm,如图:③带刻度盘的微调手轮,可读到0.0001mm,估读到105 mm,如图:2.迈克尔逊干涉仪的光路迈克尔逊干涉仪的光路如图2。
迈克尔孙干涉仪的调整及使用实验报告
迈克尔孙干涉仪的调整及使用实验报告一、实验目的1、了解迈克尔孙干涉仪的结构和工作原理。
2、掌握迈克尔孙干涉仪的调整方法。
3、观察等倾干涉和等厚干涉条纹,并测量激光的波长。
二、实验原理迈克尔孙干涉仪是一种分振幅干涉仪,它通过将一束光分成两束,经过不同的光程后再重新汇合发生干涉。
等倾干涉:当两臂的光程差只取决于入射光的入射角时,会产生等倾干涉条纹。
此时,干涉条纹是一组同心圆环,圆心处光程差为零。
等厚干涉:当两臂的光程差只取决于反射镜的位置时,会产生等厚干涉条纹。
此时,干涉条纹是平行于反射镜交线的直条纹。
根据光的干涉原理,光程差与干涉条纹的移动量之间存在关系,可以通过测量干涉条纹的移动量来计算光的波长。
三、实验仪器迈克尔孙干涉仪、HeNe 激光器、扩束镜、观察屏。
四、实验步骤1、仪器调节调节迈克尔孙干涉仪的底座水平,使干涉仪处于水平状态。
调节粗调手轮,使动镜大致处于导轨的中间位置。
调节微调手轮,使干涉条纹清晰可见。
2、观察等倾干涉条纹装上扩束镜,使激光束扩束后照射到迈克尔孙干涉仪上。
缓慢旋转微调手轮,观察等倾干涉条纹的形成和变化。
3、观察等厚干涉条纹调节动镜,使两臂光程差逐渐减小,观察等厚干涉条纹的出现。
4、测量激光波长记录初始位置的读数。
沿某一方向缓慢旋转微调手轮,使干涉条纹移动一定数量,记录此时的读数。
根据读数的变化和干涉条纹的移动量,计算激光的波长。
五、实验数据及处理1、测量数据初始位置读数:d₁=_____移动后位置读数:d₂=_____干涉条纹移动数量:N =_____2、数据处理光程差的改变量:Δd = d₂ d₁因为光程差的改变量与干涉条纹的移动量之间的关系为:Δd =Nλ/2所以激光的波长:λ =2Δd / N六、实验误差分析1、仪器误差迈克尔孙干涉仪的两臂长度不完全相等,会引入一定的误差。
读数装置的精度有限,可能导致读数误差。
2、环境误差实验环境中的振动和气流可能会影响干涉条纹的稳定性,从而导致测量误差。
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。
迈克尔逊干涉仪的调节与使用实验报告
《迈克尔逊干涉仪的调节与使用》实验报告一、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.测量氦氖激光的波长。
二、实验原理1.迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是一个分振幅法的双光干涉仪,其光路如下图所示,它反射镜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M1、M2的背面各有三个螺丝,调节M1、M2镜面的倾斜度,M的下端还附有两个互相垂直的微动拉簧螺丝,用以精确地调整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。
在迈克尔逊干涉仪上可以实现等倾和等厚两种干涉。
为了分析方便,可将反射镜M1成像到M2的光路中。
2.He-Ne激光波长的测定如图1所示,当M1’、M2相互平行,即M1和M2相互严格垂直时,在E处可以观察到等倾干涉;在等倾干涉时,如果在迈克尔逊干涉仪上反射镜M1和M2到分束镜的距离差为d时,反射镜和M1’形成一个厚度为d的空气膜,其光程差如图2所示,当光线的入射角为i时,两反射镜反射光线的光程差为:Δ=2d cos i′=2d√n2−sin2i其中,n为两臂中介质的折射率,i和i'分别为光线入射到M2和M1上的入射角,当迈克尔逊干涉仪的两臂中介质相同时,i=i’。
当两臂中介质的折射率一定,且d不变时,光程差只取决于入射角i,在E处观察时,对于相同入射角的光,形成一个以光轴为中心的圆环。
当为波长的整数倍时是亮条纹。
由此,迈克尔逊干涉仪中,等倾干涉条纹级次是中间大外边小。
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。
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告一、实验目的1、了解迈克耳孙干涉仪的结构和工作原理。
2、掌握迈克耳孙干涉仪的调节方法。
3、观察等倾干涉、等厚干涉条纹,并测量激光的波长。
二、实验仪器迈克耳孙干涉仪、HeNe 激光器、扩束镜、毛玻璃屏、白屏。
三、实验原理迈克耳孙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。
其原理基于光的干涉现象。
从光源 S 发出的一束光,在分束镜 G1 处被分成两束光,一束反射光(称为光线 1)射向平面镜 M1,另一束透射光(称为光线 2)射向平面镜 M2。
光线 1 经 M1 反射后再次通过 G1 到达观察屏 E;光线 2 经 M2 反射后也通过 G1 到达观察屏 E。
两束光在观察屏 E 处相遇发生干涉。
当 M1 和 M2 严格垂直时,形成的是等倾干涉条纹。
此时,干涉条纹是一组同心圆环。
当 M1 和 M2 不垂直时,形成的是等厚干涉条纹。
此时,干涉条纹是与 M1 和 M2 交线平行的直线条纹。
根据光的干涉原理,两束光的光程差为:\(\Delta = 2d\cos\theta\)其中,\(d\)是 M1 和 M2 之间的距离,\(\theta\)是光线在M1 或 M2 上的入射角。
当\(\Delta = k\lambda\)(\(k\)为整数)时,出现亮条纹;当\(\Delta =(k +\frac{1}{2})\lambda\)时,出现暗条纹。
通过测量干涉条纹的变化,可以计算出光的波长\(\lambda\)。
四、实验步骤1、仪器调节调节底座水平:通过调节仪器底座上的三个调节螺丝,使仪器水平。
调节激光束与仪器中心轴重合:打开激光器,使激光束大致通过干涉仪的中心,并在白屏上形成一个亮点。
调节 M1 和 M2 相互垂直:在毛玻璃屏上观察到两组相互垂直的直线条纹,微调 M1 或 M2 背后的螺丝,使条纹变为圆形的等倾干涉条纹。
2、观察等倾干涉条纹微调 M1 镜的位置,观察干涉条纹的变化,记录条纹的形状、疏密和中心的“吞吐”情况。
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告探究迈克耳孙干涉仪的调节与使用嘿,朋友们,今天咱们来聊聊那个老掉牙但依旧让人津津乐道的实验——迈克耳孙干涉仪。
这个小家伙可是物理学界的宠儿,它不仅在理论上有着举足轻重的地位,而且在实际应用中也大放异彩。
得说说这迈克耳孙干涉仪的来历。
想象一下,一个古老的箱子里装着一堆神奇的小球,这些小球们就像是一个个小小的光子,它们在箱子里来回蹦跳,就像我们小时候玩的弹珠一样。
但是,这些小球可不是普通的弹珠,它们是被严格排布的,每个小球之间都保持着特定的距离。
那么,这些小球是怎么保持距离的呢?这就需要我们来调节迈克耳孙干涉仪了。
调节的过程就像是给小球们安排座位,让它们之间的距离恰到好处。
这个过程可不简单,需要精确到毫米级别的调整,才能保证小球们之间的“亲密接触”不会破坏整个装置的稳定性。
接下来,让我们来谈谈这迈克耳孙干涉仪怎么用。
简单来说,就是通过控制小球们的位置,让它们产生干涉现象。
想象一下,当一束光线穿过这个装置时,那些小球们就会像镜子一样反射光线,形成明暗相间的条纹。
这就是干涉现象,也是迈克耳孙干涉仪的核心所在。
那么,这些干涉条纹又是怎么回事呢?简单来说,就是小球们之间的相对位置决定了光线的传播路径。
当小球们排列得当,光线就能顺利传播;而一旦小球们的位置稍有偏差,光线就可能会被挡住,形成明暗相间的条纹。
这就是干涉条纹的奥秘所在。
我们来看看这迈克耳孙干涉仪有哪些应用场景。
它在光学领域有着广泛的应用,比如用于测量光速、研究光的波动性等等。
它在量子力学中也扮演着重要角色,比如用于量子纠缠和量子信息传输的研究。
它还在精密测量、天文学等领域发挥着重要作用。
总的来说,迈克耳孙干涉仪是一个既古老又充满魅力的实验装置。
它的调节和使用过程充满了挑战和惊喜,让人不禁感叹物理学的魅力无穷。
希望这篇关于迈克耳孙干涉仪的探讨能给大家带来一些启发和思考。
最新迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告
最新迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告一、实验目的二、实验原理迈克耳孙干涉仪由分束器、反射镜、合束器、干涉仪和读数器五部分组成。
当光源照射到分束器上时,由于光源的相干性,分束器会将光线分成两束相干光,分别进入反射镜和合束器。
经过反射镜反射后,两束相干光再次汇聚到分束器处,叠加形成干涉图样。
通过调节反射镜的位置和角度,使得两束光线之间的光程差为整数个波长,使干涉图样呈现出稳定明亮的干涉条纹。
三、实验器材和材料迈克耳孙干涉仪、平行光源、读数器、测量卡尺、调节工具四、实验过程1.调节分束器将分束器的两个小孔对准平行光源,调试分束器的位置,使两个小孔的光路长度相等,并确保两个小孔之间的距离大于波长的数量级,避免相干光的交叉。
2.调节反射镜将反射镜安装在反射镜架上,并调整其水平位置。
然后调整反射镜的位置和角度,使反射后的光线能够返回到分束器,并与另一束光线进行干涉。
通过微调反射镜的位置和角度,可以使得干涉条纹更加明亮和稳定。
将合束器放置在干涉仪的另一端,调节合束器的位置和角度,使两束光线能够合并在一起,并形成明亮的干涉条纹。
4.测量光程差使用读数器测量两束光线之间的光程差,通过调节反射镜的位置和角度,使光程差为整数个波长,以获得明亮稳定的干涉条纹。
5.调整测量参数使用测量卡尺测量干涉条纹的条纹间距,并根据实测结果调整干涉仪的参数,以使得干涉条纹更加明亮和清晰。
6.实现干涉调节完干涉仪的各个部分,开启光源,观察和记录干涉条纹的变化和特点。
五、实验注意事项1. 在调节干涉仪时,需要避免强光照射和震动,以免影响干涉条纹的清晰度。
2. 调节反射镜时,需要特别注意反射镜的位置和角度,微调反射镜时应谨慎操作,以避免反射镜损坏。
3. 在实现干涉时,需要注意保持操作人员和其他干涉仪之间的相对位置稳定,避免干涉条纹的变化。
六、实验结果与分析通过调节迈克耳孙干涉仪的各个部分,成功实现了光学干涉实验,并观察并记录了干涉条纹的详细特征和变化规律。
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。
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。
- 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)。
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。
学生实验报告
院(系)名称
物理系
班别
班
姓名
专业名称
物理学(师范)
学号
实验课程名称
普通物理实验
Hale Waihona Puke 实验项目名称迈克尔逊干涉仪的调整与使用
实验时间
201年月日
实验地点
光学实验室
实验成绩
指导老师签名
内容包含:实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳(数据、图表、计算等)、实验结果与分析、实验心得
五、实验结果与分析
1、钠光波长范围在589nm左右,误差不大,数据符合常理。
2、实验误差主要有一下几个:1,仪器本身震动,2,条纹有宽带的确定3,读数的滚轮上面精确度有限。4,人眼观察偏差,这个误差比较大5,波长不是单色有宽度。6,仪器本身零件间空隙
3、
六、实验心得
1、实验中,应尽可能耐心地读准数据,或读多次取平均值,减少人为造成误差。
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”100个干涉环时,M1镜位置,连续记录5次。
四、实验数据整理与归纳
N =50
I
圈数
位置I
1
0
30.27615
2
50
30.28768
3
100
30.29872
4
150
30.31034
5
200
30.32429
6
250
30.33202
7
300
2、数条纹是比较容易造成误差的,因为人眼不可能一直盯着不休息。关键在于基准点的确立,最好是以不动点作为基准点,比如边框,这样就可以休息,测出的数据也比较准。
3、这个实验的难点在于实验原理和实验仪器的认识与调节,不在于数据。
4\光学实验比较难,但通过这三个实验的亲自实践的过程,虽然遇到了很多困难,我确实学到了很多东西,通过实验,我的信心也提高了。
30.35329
8
350
30.36859
9
400
30.38285
10
450
30.39261
△d=((△d10-△d50)+( △d9-△d4)+( △d8-△d3)+( △d7-△d2)+( △d6-△d1))/25=0.01534
波长=2×△d/N=613.7nm 误差=(613.7-589)/589*100%=4.1%
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。
一、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、等厚干涉的了理
(3)测量He-Ne激光波长。
二、实验使用仪器与材料
迈克尔逊干涉仪、钠光灯、毛玻璃屏、激光光源等。
三、实验步骤
【实验步骤】
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)。