大学物理实验迈克尔逊干涉仪.docx
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大学物理实验迈克尔逊干涉仪
（1312实验室）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，加深对等倾的理解
（3）用逐差法处理实验数据
二.实验仪器
迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、扩束镜等。
三.实验原理
迈克尔逊干涉仪是l883年美国物理学家迈克尔逊（A.A.Michelson）和莫雷（E.W.Morley）合作，为研究“以太漂移实验而设计制造出来的精密光学仪器。
用它可以高度准确地测定微小长度、光的波长、透明体的折射率等。
后人利用该仪器的原理，研究出了多种专用干涉仪，这些干涉仪在近代物理和近代计量技术中被广泛应用。
1.干涉仪的光学结构
迈克尔逊干涉仪的光路和结构如图1与2所示。
M1、M2是一对精密磨光的平面反射镜，M1的位置是固定的，M2可沿导轨前后移动。
G1、G2是厚度和折射率都完全相同的一对平行玻璃板，与M1、M2均成45°角。
G1的一个表面镀有半反射、半透射膜A，使射到其上的光线分为光强度差不多相等的反射光和透射光；G1称为分光板。
当光照到G1上时，在半透膜上分成相互垂直的两束光，透射光
（1）射到M1，经M1反射后，透过G2，在G1的半透膜上反射后射向E；反射光
（2）射到M2，经M2反射后，透过G1射向E。
由于光线
（2）前后共通过G1三次，而光线
（1）只通过G1一次，有了G2，它们在玻璃中的光程便相等了，于是计算这两束光的光程差时，只需计算两束光在空气中的光程差就可以了，所以G2称为补偿板。
当观察者从E处向G1看去时，除直接看到M2外还看到M1的像M1ˊ。
于是
（1）、
（2）两束光如同从M2与M1ˊ反射来的，因此迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉和M1´～M2间“形成”的空气薄膜的干涉等效。
反射镜M2的移动采用蜗轮蜗杆传动系统，转动粗调手轮
（2）可以实现粗调。
M2移动距离的毫米数可在机体侧面的毫米刻度尺（5）上读得。
通过读数窗口，在刻度盘（3）上可读到0.01mm；转动微调手轮
（1）可实现微调，微调手轮的分度值为1×10-4mm。
可估读到10-5mm。
M1、M2背面各有3个螺钉可以用来粗调M1和M2的倾度，倾度的微调是通过调节水平微调（15）和竖直微调螺丝（16）来实现的。
2.单色点光源的非定域干涉
本实验用He-Ne激光器作为光源（见图3），激光通过扩束镜L汇聚成一个强度很高的点光源S，射向迈克尔逊干涉仪，点光源经平面镜M2、M2反射后，相当于由两个点光源S1ˊ和S2ˊ发出的相干光束。
Sˊ是S的等效光源，是经半反射面A所成的虚像。
S1′是S′经M1′所成的虚像。
S2′是S′经M2所成的虚像。
由图3可知，只要观察屏放在两点光源
图2迈克尔逊干涉仪结构图
图3点光源干涉光路图图4点光源产生等倾干涉条纹
发出光波的重叠区域内，都能看到干涉现象，故这种干涉称为非定域干涉。
如果M2与M1′严格平行，且把观察屏放在垂直于S1′和S2′的连线上，就能看到一组明暗相间的同心圆干涉环，其圆心位于S1′S2′轴线与屏的交点P0处，从图4可以看出P0处的光程差Δ=2d，屏上其它任意点P′或P″的光程差近似为
（1）
式中
为S2′射到P″点的光线与M2法线之间的夹角。
当
时，为明纹；当
时，为暗纹。
由图4可以看出，以P0为圆心的圆环是从虚光源发出的倾角相同的光线干涉的结果，因此，称为“等倾干涉条纹”。
由（4）式可知
=0时光程差最大，即圆心P0处干涉环级次最高，越向边缘级次越低。
当d增加时，干涉环中心级次将增高，条纹沿半径向外移动，即可看到干涉环从中心“冒”出；反之当d减小，干涉环向中心“缩”进去。
由明纹条件可知，当干涉环中心为明纹时，Δ=2d=kλ。
此时若移动M2（改变d），环心处条纹的级次相应改变，当d每改变λ/2距离，环心就冒出或缩进一条环纹。
若M2移动距离为Δd，相应冒出或缩进的干涉环条纹数为N，则有
（2）
式中
为M2移动前后的位置读数差。
实验中只要测出
和N，即可由
（2）式求出波长。
由明纹条件推知，相邻两条纹的角间距为
当d增大时
变小，条纹变细变密；当d减小时
增大，条纹变粗变疏。
所以离环心近处条纹粗而疏，离环心远处条纹细而密。
四.实验内容
1.观察激光非定域干涉现象
调节干涉仪使导轨大致水平；调节粗调手轮，使活动镜大致移至导轨30mm刻度处；调节倾度微调螺丝，使其拉簧松紧适中。
然后使得激光管发射的激光束从分光板中央穿过，并垂直射向反射镜M1（此时应能看到有一束光沿原路退回）。
装上观察屏，从屏上可以看到由M1、M2反射过来的两排光点。
调节M1、M2背面的3个螺丝，使两排光点靠近，并使两个最亮的光点重合。
这时M1与M2大致垂直（M1′与M2大致平行）。
然后在激光管与分光板间加一扩束镜，同时调节倾度微调螺丝（15、16），即能从屏上看到一组弧形干涉条纹，再仔细调节倾度微调螺丝，当M1′与M2严格平行时，弧形条纹变成圆形条纹。
转动微调手轮，使M2前后移动，可看到干涉条纹的冒出或缩进。
仔细观察，当M2位置改变时，干涉条纹的粗细、疏密与d的关系。
2.测量激光波长
（1）测量前先按以下方法校准手轮刻度的零位。
先以逆时针方向转动微调手轮，使读数准线对准零刻度线；再以逆时针方向转动粗调手轮，使读数准线对准某条刻度线。
当然也可以都以顺时针方向转动手轮来校准零位。
但应注意：
测量过程中的手轮转向应与校准过程中的转向一致。
（2）按原方向转动微调手轮（改变
值），可以看到一个一个干涉环从环心冒出（或缩进）。
当干涉环中心最亮时，记下活动镜位置读数
，然后继续缓慢转动微调手轮，当冒出（或缩进）的条纹数N=50时，再记下活动镜位置读数
，反复测量多次，由
（2）式算出波长，并与标准值（λ0=632.8nm）比较，计算相对不确定度。
（3）数据记录与处理
次数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
环数N
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
（
）
实验结果：
测量结果相对误差：
五.注意事项
干涉仪是精密光学仪器，使用中一定要小心爱护，要认真做到：
（1）切勿用手触摸光学表面，防止唾液溅到光学表面上。
（2）调节螺钉和转动手轮时，一定要轻、慢，决不允许强扭硬扳。
（3）反射镜背后的粗调螺钉不可旋得太紧，以防止镜面变形。
（4）调整反射镜背后粗调螺钉时，先要把微调螺钉调在中间位置，以便能在两个方向上作微调。
（5）测量中，转动手轮只能缓慢地沿一个方向前进（或后退），否则会引起较大的空回误差。
六.问题讨论
（1）在什么条件下产生等倾干涉条纹？
什么条件下产生等厚干涉条纹?
（2）迈克尔逊干涉仪产生的等倾干涉条纹与牛顿环有何不同?
附录：
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《证券理论与实务》模块八考试精要
（证券市场基础知识）模块八考试精要
一、单项选择题
1、涉及证券市场的法律、法规第一个层次是指（）。
A、法律B、行政法规C、厂纪厂规D、部门规章
2、涉及证券市场的法律、法规第二个层次是指（）。
A、法律B、行政法规C、厂纪厂规D、部门规章
3、涉及证券市场的法律、法规第三个层次是指（）。
A、法律B、行政法规C、厂纪厂规D、部门规章
4、第十届全国人民代表大会常务委员会第十八次会议对原《中华人民共和国证券法》进行了全面修订，并于（）起生效。
A、2005年1月1日B、2006年1月1日
C、2007年1月1日D、2008年1月1日
5、第十届全国人民代表大会常务委员会第十八次会议对原《中华人民共和国公司法》进行了全面修订，并于（）起生效。
A、2004年1月1日B、2005年1月1日
C、2006年1月1日D、2007年1月1日
6、修订后的《公司法》取消了按照公司经营内容区分最低注册资本额的规定，允许公司按照规定的比例在（）分期缴清出资，其中投资公司可以在5年内缴足，有限责任公司的最低注册资本额降低至人民币3万元。
A、1年内B、2年内C、3年内D、4年内
7、修订后的《公司法》规定了无形资产的出资比例：
货币出资金额不得低于公司注册资本的（）。
A、20%B、30%C、40%D、50%
8、有限责任公司设立监事会，其成员不得少于（）人。
A、2B、3C、4D、5
9、有限责任公司的监事会会议每年至少召开一次，股份有限公司的监事会至少每（）召开一次，监事可以提议召开临时监事会会议。
出席会议的监事在会议记录上签字。
A、2个月B、4个月C、6个月D、8个月
10、上市公司董事会成员中应当有（）以上的独立董事。
A、1／2B、1／3C、1／4D、1／5
11、上市公司要设立（）秘书，负责股东大会和董事会会议的筹备、记录、文件保管以及公司股权管理，办理信息披露事务。
A董事长B、总经理C、监事会D、董事会
12、修订后的《公司法》规定关于公司的股本总额为（）；向社会公开发行的股份达公司总股份数的25%以上，公司股本总额超过人民币4亿元的，其向社会公开发行的股份的比例为l0%以上。
A、1000万元B、2000万元C、3000万元D、5000万元
13、《中华人民共和国证券投资基金法》经2003年10月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第五次会议通过，并于（）起正式实施。
A、2004年1月1日B、2005年1月1日
C、2006年1月1日D、2007年1月1日
14、《中华人民共和国刑法》对证券犯罪的规定：
直接负责的主管人员和其他直接责任人员，犯“欺诈发行股票、债券罪”，将处（）以下有期徒刑或者拘役（第一百六十条）。
A、4年B、5年C、6年D、7年
15、《中华人民共和国刑法》对证券犯罪的规定：
直接负责的主管人员和其他直接责任人员，犯“提供虚假财务会计报告罪”，将处（）以下有期徒刑或者拘役（第一百六十条）。
A、3年B、4年C、5年D、6年
16、有下列情形之一：
单独或者合谋，集中资金优势、持股或者持仓优势或者利用信息优势联合或者连续买卖；与他人串通，以事先约定的时间、价格和方式相互进行证券、期货交易，影响证券、期货交易价格或者证券、期货交易量的；在自己实际控制的账户之间进行证券交易，或者以自己为交易对象，自买自卖期货合约，影响证券、期货交易价格或者证券、期货交易量的；以上情形属于犯（）罪。
A、操纵证券市场罪B、诱骗他人买卖证券
C、欺诈发行股票、债券罪D、泄露内幕信息
17、《证券公司融资融券业务试点管理办法》业务规则规定，客户可以与（）一家证券公司签订融资融券合同。
A、四家B、三家C、二家D、一家
18、中国证监会在调查操纵证券市场、内幕交易等重大证券违法行为时，经国务院证券监督管理机构主要负责人批准，可以限制被调查事件当事人的证券买卖，但限制的期限不得超过（）个交易日；案情复杂的，可以延长。
A、5B、10C、15D、20
19、（）6月30日，经国务院批准，中国证监会、财政部、中国人民银行联合发布了《证券投资者保护基金管理办法》，设立证券投资者保护基金。
A、2004年B、2005年C、2006年D、2007年
20、证券投资者保护基金的主要用途是证券公司被撤销、关闭和破产或被中国证监会实施行政接管、托管经营等强制性监管措施时，按照国家有关政策规定对债权人予以（）。
A、补偿B、赔偿C、补助D、偿付
21、证券交易所是为证券集中交易提供场所和设施，组织和监督证券交易，实行自律管理的（）。
A、法人B、人C、责任人D、自然人
22、因突发事件而影响证券交易的正常进行时，证券交易所可以采取技术性停牌的措施；因不可抗力的突发性事件或者为维护证券交易的正常秩序，证券交易所可以决定停市等。
A、短期B、长期C、临时D、一天
23、中国证监会公布的《证券业从业人员资格管理办法》，自（）2月1日起实施。
A、2002年B、2003年C、2004年D、2005年
24、凡年满l8周岁，具有（）以上文化程度和完全民事行为能力的人员均可参加证券业从业人员资格考试。
A、初中B、高中C、中专D、大专
25、参加证券业从业人员资格考试的人员，违反考场规则，扰乱考场秩序的，在（）内不得参加资格考试。
A、一年B、两年C、三年D、四年
26、从业人员受到所在机构处分，或者因违法违规被国家有关部门依法查处的，机构应在作出处分决定、知悉该从业人员违法违规被查处事项之日起10个工作日内向中国证券业协会报告。
中国证券业协会将有关信息记入从业人员诚信信息系统。
A、5B、10C、15D、20
二、不定项选择题
1、涉及证券市场的法规涉及几个层次（）。
A、法律B、行政法规C、厂纪厂规D、部门规章
2、修订后的《公司法》取消了按照公司经营内容区分最低注册资本额的规定，允许公司按照规定的比例在（）年内分期缴清出资，其中投资公司可以在（）年内缴足，有限责任公司的最低注册资本额降低至人民币（）万元。
A、（2、5、3）B、（3、5、3）C、（4、5、3）D、（2、5、4）
3、修订后的《公司法》规定出资方式：
公司不仅可以用货币、（）还可以用股权等法律、行政法规允许的其他形式出资。
A、实物B、工业产权C、非专利技术D、土地使用权出资
4、上市公司的（）违背对公司的忠实义务，利用职务便利，操纵上市公司从事下列行为之一，致使上市公司利益遭受重大损失的，处3年以下有期徒刑或者拘役，并处或者单处罚金；致使上市公司利益遭受特别重大损失的，处3年以上7年以下有期徒刑，并处罚金。
A、董事B、监事C、高级管理人员D、工会主席
5、上市公司的控股股东或者实际控制人，指使上市公司的董事、监事、高级管理人员违背对公司的忠实义务，利用职务便利，操纵上市公司从事下列行为之一，致使上市公司利益遭受重大损失的，处3年以下有期徒刑或者拘役，并处或者单处罚金；致使上市公司利益遭受特别重大损失的，处3年以上7年以下有期徒刑，并处罚金。
A、控股股东B、股东C、实际控制人D、虚拟股东
6、直接负责的主管人员和其他直接责任人员以欺骗手段取得银行或者其他金融机构（）给银行或者其他金融机构造成重大损失或者有其他严重情节的，处3年以下有期徒刑或者拘役，并处或者单处罚金。
A、贷款B、票据承兑C、信用证，D、保函
7、直接负责的主管人员和其他直接责任人员未经国家有关主管部门批准，非法发行（）数额巨大、后果严重或者有其他严重情节的，处5年以下有期徒刑或者拘役，并处或者单处非法募集资金金额1%以上5%以下罚金。
A、股票B、储值卡C、企业债券D、公司债券，
8、内幕信息、知情人员的范围，依照（）的规定确定。
A、证券公司B、上市公司C、法律D、行政法规
9、证券、期货交易内幕信息的知情人员或者非法获取证券、期货交易内幕信息的人员，在涉及证券的发行，证券、期货交易或者其他对证券、期货交易价格有重大影响的信息尚未公开前，买人或者卖出该证券，或者从事与该内幕信息有关的期货交易，或者泄露该信息，或者明示、暗示他人从事上述交易活动，犯（）罪情节严重的，处5年以下有期徒刑或者拘役，并处或者单处违法所得l倍以上5倍以下罚金；情节特别严重的，处5年以上10年以下有期徒刑，并处违法所得l倍以上5倍以下罚金。
A、欺诈发行股票B、内幕交易
C、泄露内幕信息D、欺诈发行债券
10、证券交易所、期货交易所、证券公司、期货经纪公司的从业人员，证券业协会、期货业协会或者证券、期货监督管理部门的工作人员，故意提供虚假信息或者伪造、变造、销毁交易记录，诱骗投资者买卖证券、期货合约，造成严重后果的，构成（）
A、编造影响证券交易虚假信息B、传播影响证券交易虚假信息
C、诱骗他人买卖证券D、泄露内幕信息
11、证券交易所、期货交易所（）或者其他金融机构，违背受托义务，擅自运用客户资金或者其他委托、信托的财产，情节严重的，对单位判处罚金，并对其直接负责的主管人员和其他直接责任人员，处3年以下有期徒刑或者拘役，并处3万元以上30万元以下罚金。
A、商业银行B、证券公司C、期货经纪公司D、保险公司
12、明知是毒品犯罪、黑社会性质的组织犯罪、恐怖活动犯罪、走私犯罪、贪污贿赂犯罪、破坏金融管理秩序犯罪、金融诈骗犯罪的所得及其产生的收益，为掩饰、隐瞒其来源和性质，提供资金账户的；协助将财产转换为现金、金融票据、有价证券的；通过转账或者其他结算方式协助资金转移的；协助将资金汇往境外的；或以其他方法掩饰、隐瞒犯罪所得及其收益的来源和性质。
处5年以下有期徒刑或者拘役，并处或者单处洗钱数额5%以上20%以下罚金；情节严重的，对其直接负责的主管人员和其他直接责任人员处（）有期徒刑，并处洗钱数额5%以上20%以下罚金.
A、5年以上B、7年以上C、10年以下D、15年以下
13、《证券公司风险处置条例》规定了（）种主要风险处置措施。
A、停业整顿B、、托管C、行政重组D、撤销
14、《证券公司风险处置条例》的指导思想是（）。
A、总结近年来证券公司风险处置过程中好的措施和成功经验
B、立足现实需要，同时考虑将来的发展趋势
C、进一步健全和完善证券公司市场退出机制
D、巩固证券公司综合治理的成果，促进证券市场健康稳定发展
15、《证券公司风险处置条例》的基本原则是（）。
A、化解证券市场风险，保障证券交易正常运行，促进证券业健康发展
B、保护投资者合法权益和社会公共利益，维护社会稳定
C、落实《证券法》、《中华人民共和国企业破产法》，完善证券公司市场退出法律制度
D、严肃市场法纪，惩处违法违规的证券公司和责任人
16、证券公司申请融资融券业务试点的条件有（）。
A、经营证券经纪业务已满3年的创新试点类证券公司
B、公司治理健全，内部控制有效，能有效识别、控制和防范业务经营风险和内部管理风险C、对交易、清算、客户账户和风险监控集中管理，对历史遗留的不规范账户已设定标识并集中监控
D、已制订切实可行的融资融券业务试点实施方案和内部管理制度，具备开展融资融券业务试点所需的专业人员、技术系统、资金和证券
17、《证券公司融资融券业务试点管理办法》业务规则规定，证券公司必须以自己的名义在证券登记结算机构分别开立
A、融券专用证券账户B、客户信用交易担保证券账户
C、信用交易证券交收账户D、信用交易资金交收账户
18、被采取证券市场禁入措施的人员，应当在收到中国证监会作出的证券市场禁入决定后，立即停止从事证券业务或者停止履行上市公司（）职务，并由其所在机构按规定的程序解除其被禁止担任的职务。
A、董事B、监事C、工会主席D、高级管理人员
19、被中国证监会采取证券市场禁入措施的人员，在禁入期间内，除不得继续在原机构从事证券业务外，也不得在其他任何机构中从事证券业务或者担任其他上市公司（）职务。
A、工会主席B、监事C、董事D、高级管理人员
20、证券市场监管的意义在于（）。
A、加强证券市场监管是保障广大投资者权益的需要
B、加强证券市场监管是维护市场良好秩序的需要
C、加强证券市场监管是发展和完善证券市场体系的需要
D、准确和全面的信息是证券市场参与者进行发行和交易决策的重要依据
21、证券市场监管的原则是（）。
A、执法必严 B、依法监管 C、保护投资者利益 D、“三公”
22、国际证监会公布了证券监管的目标（）。
A、保护投资者B、保证证券市场的公平、效率和透明
C、保护证券公司D、降低系统性风险
23、证券市场监管的手段有（）。
A、法律手段B、货币手段C、经济手段D、行政手段
24、中国证监会成立于l992年10月。
中国证监会在上海、深圳等地设立9个稽查局，在各（）共设立36个证监局。
A、省B、自治区C、直辖市D、计划单列市
25、中国证监会依据《证券法》在对证券市场实施监督管理，依法对证券的发行、上市（）进行监督管理；
A、交易B、登记C、存管D、结算
26、中国证监会有权对证券发行人、上市公司、证券公司（）等进行现场检查。
A、证券投资基金管理公司B、证券服务机构
C、证券交易所D、证券登记结算机构
27、中国证监会有权查询当事人和与被调查事件有关的单位和个人的（）对有证据证明已经或者可能转移或者隐匿违法资金、证券等涉案财产或者隐匿、伪造、毁损重要证据的，经国务院证券监督管理机构主要负责人批准，可以冻结或者查封。
A、资金账户B、、证券账；C、淘宝账户D、银行账户
28、证券信息披露的意义在于（）。
A、有利于价值判断B、防止不正当竞争；
C、提高证券市场效率D、信息公开是提高证券市场效率的关键因素
29、信息披露的基本要求是（）。
A、可靠性B、全面性C、真实性D、时效性。
30、证券从业人员需要具备证券从业资格，监管部门对证券公司（）的任职资格实行核准制，对从事保荐业务的保荐代表人实行注册制，对一般从业人员，授权中国证券业协会管理。
A、工会主席B、监事C、董事D、高级管理人员
31、证券、期货市场诚信建设工作包括（）。
A、基本形成诚信制度规范体系 B、推进了诚信数据平台建设
C、始终保持违规惩戒高压态势 D、广泛开展诚信宣传教育
32、、证券投资者保护基金的资金运用限于（）以及国务院批准的其他资金运用形式。
A、银行存款B、购买国债C、中央银行债券D、企业债券
33、根据《证券业从业人员资格管理办法》，证券业从业人员包括：
证券公司中从事证券自营、（）等业务的专业人员，包括相关业务部门的管理人员。
A、证券经纪B、证券承销与保荐C、证券投资咨询D、证券投资管理
34、根据《证券业从业人员资格管理办法》，基金管理公司、基金托管机构中从事（）等业务的专业人员，也属于证券业从业人员。
A、基金销售B、研究分析C、投资管理D、监察稽核
35、证券公司的从业人员特定禁止行为包括（）。
A、代理买卖或承销法律规定不得买卖或承销的证券。
B、违规向客户提供资金或有价证券。
C、在经纪业务中接受客户的全权委托。
D、对外透露自营买卖信息，将自营买卖的证券推荐给客户，或诱导客户买卖该种证券。
三、判断题
1、处置证券公司风险的具体措施。
《处置条例》规定了5种主要的风险处置措施：
停业整顿、托管、接管、行政重组和撤销（）。
2、内幕信息、知情人员的范围，依照法律、行政法规的规定确定（）。
3、停业整顿是自我整改的一种处置措施（）。
4、托管、接管是无自我整改能力，需要借助外力进行整顿的一种处置措施（）。
5、行政重组是出现重大风险，但财务信息真实、完整，省级人民政府或者有关方面予以支持，有可行的重组计划的证券公司，向中国证监会申请进行行政重组（）。
6、撤销是对经停业整顿、托管、接管或者行政重组在规定期限内仍达不到正常经营条件的证券公司采取的市场退出措施。
证券公司违法经营特别严重，不能清偿到期债务，需要动
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