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
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告大家好,今天我要给大家分享一下我最近做的一次实验——迈克耳孙干涉仪的调节和使用。
这次实验可真是让我大开眼界,原来科学实验可以如此有趣!好了,废话不多说,让我们开始吧!我要给大家介绍一下迈克耳孙干涉仪是什么。
迈克耳孙干涉仪是一种利用光的干涉现象来测量物体长度的仪器。
它的主要原理是:当两束光波相遇时,如果它们的光程差相等,那么它们就会发生相长干涉;如果它们的光程差相差半个波长,那么它们就会发生相消干涉。
通过测量干涉条纹的形态和位置,我们就可以计算出物体的长度。
接下来,我要给大家讲解一下实验的具体步骤。
我们需要准备两台迈克耳孙干涉仪,一台作为基准仪,另一台作为待测仪。
然后,我们需要将待测仪放置在一个已知长度的标准尺上。
这时,我们就可以开始调节基准仪了。
具体方法是:用一个已知长度的标准尺放在待测仪和基准仪之间,然后调整基准仪的高度和角度,使得两台干涉仪的光程差为半个波长。
这样一来,干涉条纹就会出现在标准尺上。
接下来,我们只需要观察干涉条纹的位置和形态,就可以计算出待测仪的长度了。
在实验过程中,我遇到了一些有趣的问题。
比如说,当我第一次调整基准仪的时候,总是调不好。
后来我才发现,原来是我没有注意观察干涉条纹的变化。
原来,只有在干涉条纹稳定后,我们才能准确地测量出待测仪的长度。
这让我深刻地体会到了“熟能生巧”的道理。
我还发现了一个有趣的现象。
那就是,当我把待测仪移动到不同位置时,干涉条纹的位置和形态都会发生变化。
这让我想到了那句老话:“人生就像一场戏,每天都有新花样。
”在这个世界上,没有什么是一成不变的,我们要学会适应变化,才能不断地进步。
总的来说,这次迈克耳孙干涉仪的实验让我收获颇丰。
我不仅学会了如何调节和使用干涉仪,还体会到了科学实验的乐趣。
我相信,只要我们用心去探索,就一定能够揭开自然界的神秘面纱。
我要感谢我的老师和同学们的支持和帮助,是你们让我在这个实验中取得了成功。
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,了解干涉现象的产生原理,掌握干涉仪的使用方法,以及通过实验观察和测量,验证干涉
理论。
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、折射率等物理量的仪器。
它由半透明镜、全反射镜和光源等部件组成。
当光波通过半透明镜分为两束光线,分别经过不同路径反射后
再次汇聚在半透明镜上时,会产生干涉现象。
通过观察干涉条纹的
变化,可以得到有关光波性质的信息。
实验步骤:
1. 调整迈克尔逊干涉仪,使得两束光线在半透明镜上产生明显
的干涉条纹。
2. 观察干涉条纹的变化,记录下不同条件下的干涉图样。
3. 通过调节干涉仪的各个部件,测量干涉条纹的间距、角度等
参数。
4. 根据测量数据,计算出光波的波长、折射率等物理量。
实验结果,通过观察和测量,得到了不同条件下的干涉条纹图样,并且测量了干涉条纹的间距、角度等参数。
根据计算得到的数据,验证了干涉理论,并且得到了光波的波长、折射率等物理量的结果。
实验总结,通过这次实验,我们深入了解了迈克尔逊干涉仪的使用方法,掌握了干涉现象的产生原理,并且通过实验观察和测量验证了干涉理论。
这次实验对我们加深了对光学原理的理解,提高了实验操作能力,是一次很有意义的实验。
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!。
实验报告迈克尔孙干涉仪的调节和使用
实验报告迈克尔孙干涉仪的调节和使用摘要:本实验使用迈克尔孙干涉仪进行调节和使用的实验。
通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数,观察干涉条纹的变化,并利用干涉条纹的变化来测量试样的折射率。
实验结果表明,迈克尔孙干涉仪可以用于精确测量试样的折射率。
1.引言迈克尔孙干涉仪是一种常用的实验仪器,常用于测量试样的折射率。
其原理是利用干涉现象测量光的相位差,从而得到试样的折射率。
本实验的目的是通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数,观察干涉条纹的变化,并利用干涉条纹的变化来测量试样的折射率。
2.实验装置本实验使用的实验装置如下:-迈克尔孙干涉仪-光源-干涉条纹观察装置-试样3.实验步骤3.1调节光源位置首先,调节光源的位置,使得光线尽可能的聚焦。
将光源放置在干涉仪的一端,调节位置直到光线尽可能聚焦在另一端的反射镜上。
3.2调节反射镜位置接下来,调节干涉仪中的两个反射镜的位置,使得光线在两个反射镜上反射后能够相互叠加干涉。
调节两个反射镜的位置,使得光线在回程时能够与出发时的光线叠加干涉。
3.3调节反射镜角度在保持反射镜位置不变的情况下,调节反射镜的角度,使得光线在反射时达到最大干涉效果。
观察干涉条纹的亮度变化,调整反射镜角度直到达到最亮的干涉条纹。
3.4放置试样将试样放置在干涉仪的一端,观察干涉条纹的变化。
根据干涉条纹的变化,可以得到试样的折射率。
4.结果与分析实验结果表明,通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数,可以观察到干涉条纹的变化。
实验中观察到的干涉条纹的亮度变化可以用来测量试样的折射率。
根据干涉条纹的位置变化,可以计算出试样的相对折射率,进而得到试样的绝对折射率。
5.总结本实验通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数,观察干涉条纹的变化,并利用干涉条纹的变化来测量试样的折射率。
实验结果表明,迈克尔孙干涉仪可以用于精确测量试样的折射率。
这对于光学相关领域的研究具有重要的意义。
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、引言迈克耳孙干涉仪是一种常用的光学仪器,用于测量光的相干性和干涉现象。
本实验旨在调节迈克耳孙干涉仪,使其达到最佳工作状态,并并利用该仪器进行干涉实验。
二、实验设备和原理实验设备包括迈克耳孙干涉仪主体、白光和单色光源、位移台、CCD摄像头和计算机等。
迈克耳孙干涉仪主体包括分束镜、反射镜和合束镜。
迈克耳孙干涉仪主要原理是利用光的干涉现象,通过使光路差相等,从而观察到干涉条纹。
当两束光相遇时,如果它们的相位差满足横纹条件,就会形成明暗相间的条纹。
三、实验步骤1. 调节干涉仪主体的位置,使得分束镜、反射镜和合束镜之间的光程差趋近为0。
2. 将白光源放置在适当位置,经过分束镜后分成两束光,分别反射到反射镜上,并被反射镜反射回来。
3. 通过移动合束镜,使得两束光在合束处相遇形成干涉。
4. 调节合束镜的位置,使得干涉条纹清晰可见。
5. 更换为单色光源,重复步骤2到步骤4,观察干涉条纹。
四、实验结果与分析通过调节迈克耳孙干涉仪的位置和合束镜的位置,成功观察到了清晰的干涉条纹。
在白光照射下,观察到了彩色的干涉条纹,而在单色光照射下,干涉条纹呈现单色。
迈克耳孙干涉仪的调节对于实验结果具有重要影响。
当光路差为0时,能够最大程度地观察到干涉现象。
而合适的合束镜位置能够使干涉条纹清晰可见,提高实验的准确性。
五、实验中的注意事项1. 在调节干涉仪时,注意光源的位置和方向,避免对实验结果产生干扰。
2. 调节合束镜时,慢慢移动并观察干涉条纹的变化,找到最佳位置。
3. 在更换为单色光源时,确保光源的颜色稳定且纯净。
六、实验总结通过本次实验,我们学习了迈克耳孙干涉仪的调节和使用方法。
我们成功观察到了干涉条纹,并了解了调节干涉仪位置和合适的合束镜位置对实验结果的影响。
干涉现象在物理学和光学领域具有重要意义,对于检测光的相干性和波长测量等方面均有广泛应用。
因此,掌握迈克耳孙干涉仪的调节和使用方法对于进行相关实验具有重要意义。
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。
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)。
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。
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
625030.33 Nhomakorabea027
300
30.35329
8
350
30.36859
9
400
30.38285
10
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
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迈克耳孙干涉仪,这个名字听起来就很高大上,其实它是一个探索光的奇妙工具。
调节和使用这个仪器,简直就像在解锁一个神秘的宝藏。
接下来,我就来聊聊我在实验过程中遇到的点滴。
首先,调节干涉仪的步骤真的是门道多多。
1.1 光源的选择特别关键。
选对了,整个实验就像开了挂。
用氦氖激光器,光线稳定,颜色鲜艳。
调试的时候,光束的准直简直是重中之重。
你得确保光线照得准、打得正,这样才能看到美丽的干涉条纹。
哦,那条纹,真是让人心醉,像是光的舞蹈。
接下来,1.2 反射镜的调整就显得尤为重要。
它们必须平行,才能让光束顺畅地交汇。
小心翼翼地调整角度,稍微一动,干涉条纹就会改变。
那种微妙的感觉,像是捏着一个刚出生的小猫,轻轻一握,怕它受伤。
看到条纹变动,心里那个激动呀,像是发现了宝藏的开端。
然后,进入使用阶段。
2.1 进行实验时,环境的控制不可小觑。
要是外面风一吹,光线就会变得不稳定。
实验室里静得能听到针掉地的声音。
每一次记录数据的时候,都得集中精力,生怕错过任何一个细节。
2.2 数据记录时,像是在写日记一样,每个数字都承载着光的秘密。
细心观察,记录下每一次干涉条纹的变化。
这些变化不止是数字,更是光的语言。
干涉仪就像一个说故事的人,诉说着光的旅程。
每一次的实验,都是与光的对话。
2.3 最后,结果的分析简直是高潮。
那一刻,像是打开了智慧的大门。
干涉条纹的间距、数量,背后藏着光的波长信息。
这些信息让我如沐春风,仿佛穿越了时空,与伟大的科学家们心灵相通。
当然,实验也不是一帆风顺。
3.1 遇到的问题也不少。
比如,光源不稳定,或者干涉条纹模糊不清。
那时真的是抓耳挠腮,眼看实验就要泡汤。
可是,越是困难,越能激发我的斗志。
每次解决问题,都是一次成长的机会。
3.2 还记得有次调试反射镜,调整了半天,条纹依然不清晰。
心里有些焦急,但我没有放弃。
仔细观察,发现镜子上有微小的灰尘。
清理后,条纹瞬间清晰。
这一刻,我深刻体会到细节的重要性。
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。
大学物理下-迈克尔逊干涉仪实验报告【全文】
精选全文完整版可编辑修改大学物理实验报告3. 实验原理(请用自己的语言简明扼要地叙述,注意原理图需要画出,测试公式需要写明)(1)迈克耳孙干涉仪的结构与光路如图5.3. 1所示为迈克耳孙干涉仪的侧视图图与俯视图,导轨7固定在一只稳定的底座上,底座由三颗调平螺丝9及其锁紧螺丝10来调平。
丝杠6螺距为1mm,转动粗调手轮2,经一对齿轮带动丝杠转动,进而带动移动镜M在导轨上滑动。
移动距离可在毫米刻度尺5上读到1 mm,在窗口3中的刻度盘上读到0.01 mm。
转动微调手轮1,经1:100的蜗轮传动,可实现微动。
微动手轮上的最小刻度为0.0001 mm,可估读到0.00001 mm 。
分光板G1和补偿板G2固定在基座上,不得强扳,且不能用手接触其光学表面。
固定参考镜(定镜)13和移动镜(动镜)11后各有三颗螺丝,用于粗调两者相互垂直,不能拧得太紧或太松,以免使其变形或松动。
固定参考镜13的一侧和下部各有一颗微调螺丝 14和15,可用来微调13的左右偏转和俯视,微调螺丝也不能拧得太松或太紧。
丝杠的顶进力由丝杠顶进螺帽8来调整。
迈克尔逊干涉仪的实验原理如图5.3.2所示。
由光源S发出一束光,射到分光板G1的半透半反膜L上,L使反射光和反射的光强基本相同,所以称G1为分光板。
透过膜层L的光束(1)经G2到达参考镜M1后,被反射回来;被反射的光束(2) 到达移动镜M2后,也被反射回来。
由于(1)、(2)两束光满足光的相干条件,各自反射回来在膜层L所在表面相遇后,就发生干涉,在E处即可观察到干涉条纹。
G2是补偿板,它使光束(1)和(2)经过玻璃的次数相同,当使用白光作为光源时,G2还可以补偿G1的色散。
M1’是在G1中看到的M1的虚像。
(2) 单色点光源等倾干涉条纹的观察及波长的测量如图5.3.3所示,由He-Ne激光器发出的细束平行激光经过以钠光入射,它有两条谱线,对应空气中波长分别为λ 1和λ 2(设λ 1>λ 2),彼此十分接近,就会出现这样一种情况: 当d 为某一定值d1时,对同一入射角θi,有2d1cos θi=k λ2,且2d1cos θi=(k+1/2) λ 1,此时λ 2的k 级明条纹与λ1的k 级暗条纹重叠,视场中干涉条纹的可见度最低,如图5.3.5所示。
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。
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.。