迈克尔孙实验报告docWord下载.docx

1、2ek?/2?（2k?1）?明条纹暗条纹 （1）在迈克尔逊干与仪中M1与M2的像之间可以视为薄膜，由（1）式可知，相邻两条明条纹或暗条纹之间的光程差为2e?，对应薄膜之间的厚度差为e?/2。因此当视野中移过n条干与条纹时，则M1移动的距离为h?ne?n?2（2）实验时只需测出当视野中移过n条干与条纹时，M1移动的距离，即可以利用（2）来测量光波的波长。四、实验内容一、启动软件：二、仪器调节三、实验内容及步骤测量He-Ne激光器发出的光波波长一、在窗口中右键，选择“测量He-Ne激光波长”；二、在迈克尔孙干与仪侧面右键，选择“导轨侧面毫米刻度尺读数”、左键单击“刻度盘读数窗口”和“微动手轮”，弹

2、出对应窗口；3、右击微动手轮（左击或右击都可，右击是让干与条纹从中心冒出，便于观察），选择干与条纹的一个参考位置，记下三者之和的初始读数为x1?；4、继续右击微动手轮，让干与条纹从中心冒出，当持续冒出n?100个干与条纹时，刻度尺三者之和的读数为x2? ；五、M1移动的距离为h?x2?x1?六、利用（2）计算He-Ne激光器发出的光波波长?2h? n相对误差为 E? ，其中He-Ne激光的波长为6.328?10m。 ?7 篇二：迈克尔逊干与仪的利用实验报告 学生物理实验报告 实验名称迈克尔逊干与仪的利用 学院 专业班级 报告人学号 同组人学号 同组人学号 同组人学号 理论课任课教师 实验课指导

3、教师 实验日期 报告日期 实验成绩 批改日期 篇三：迈克尔孙干与仪实验报告 迈克耳孙干与仪实验报告实验目的一、了解迈克尔逊干与仪的结构及工作原理，掌握其调试方式二、学会观察非定域干与、等倾干与、等厚干与及光源的时间相干性，空间相干性等重要问题。 实验原理1. 迈克尔逊干与仪的光路迈克尔逊干与仪有多种多样的形式，其大体光路如图5.16.1所示。从光源束光，在分束镜束1射出的半反射面发出的一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；光束2通过补偿板投向反射镜，反后投向反射镜，反射回来再穿过射回来再通过，在半反射面上反射。于是，这两束相干光在空间相遇并产生干与，通过望远镜或人眼可以观察到

4、干与条纹。补偿板的材料和厚度都和分束镜相同，而且与分束镜平行放置，其作用是为了补偿反射光束1因在中来回两次所多走的光程，使干与仪对不同波长的光可以同时知足等光程的要求。2. 等倾干与图样（1） 产生等倾干与的等效光路如图2所示（图中没有绘出补偿板外，还可以看到镜经分束镜），观察者自点向镜看去，除直接看到镜的半反射面和反射的像。这样，在观察者看来，两相干光束好象是由同一束光别离经涉仪所产生的干与花腔与形成时，只要考虑、反射而来的。因此从光学上来讲，迈克尔逊干间的空气层所产生的干与是一样的，在讨论干与条纹的两个面和它们之间的空气层就可以够了。、和观察屏的相所以说，迈克尔逊干与仪的干与情况即干与图像

5、是由光源和对配置来决定的。（2） 等倾干与图样的形成与单色光波长的测量当和镜垂直于镜时，与彼此平行，相距为。若光束以同一倾角入射在作垂直于光上，反射后形成1和两束彼此平行的相干光，如图3所示。过线。因和之间为空气层，则两光束的光程差为所以当固按时，由（1）式可以看出在倾角（1） 相等的方向上两相干光束的光程差均相等。由此可知，干与条纹是一系列与不同倾角对应的同心圆形干与条纹，称为等倾干与条纹。由于一、两列光波在无穷远处才能相遇，因此，干与条纹定域无穷远处。 亮纹条件：当时，也就是相应于从两镜面的法线方向反射过来的光波，具有肯定，当时，最大的光程差，故中心条纹的干与级次最高。中心点的亮暗完全由即

6、（2）时中心为亮点。当离每增加（或减少）值每改变时，干与条纹转变一级。也就是说，和之间的距，干与条纹的圆心就冒出（或缩进）一个干与圆环。 测量光的波长由下式表示：（3）式中，为入射光的波长，为反射镜移动的距离，为干与条纹冒出（或缩进）的环数。 条纹间距：由式（5.16.1），当必然，不为零时，光程差减少，偏离中心的干与条纹级次k较低。由条纹间距（z为观察屏到反射镜距离，为圆环半径）可知，越往外即越偏离中心，干与条纹也越密，可见级数k从圆中心到半径，从高到低，条纹距离从疏到密。等倾干与图样示用意如图5.16.4所示。3. 等厚干与图样当反射镜、不完全垂直，致使、成一小的交角时（见图5），这时将产

7、生等厚干与条纹。当光束入射角足够小时，可由式（5.16.1）求两相干光束的光程差：（4）在、的交在线，和的距离，即，因此在交线处产生一直线条纹，称为中央条纹。若是反射镜很小，知足则这时对光程差的影响可忽略不计，式（5.16.4）成为（5）即光程差只取决于，干与条纹就是几何距离相等的点的轨迹。因此，这种干与条纹称为等厚干与条纹，干与条纹定域于空气膜表面周围。当较大，倾角对光程差的影响不能忽略时，必然级次的干与条纹光程差的转变应为零，于是有（6）由此可见，倾角增大即，倾角对光程差的贡献为负值，只有厚度的增大来补偿，才能使光程差维持常量。所以条纹逐渐变成弧形，而且弯曲方向凸向中央条纹。离交线愈远，愈

8、大，条纹弯曲愈明显。由于干与条纹的明暗和间距决定于光程差与波长的关系，若用白光作光源，则每种不同波长的光所产生的干与条纹明暗会彼此交织重叠，结果就看不见明暗相间的条纹了。也就是说，若是用白光作光源，一般情况下不会出现干与条纹。进一步可以看出，在两面相交时，交线上、，可是由于、两束光在半反射膜面上的反射情况不同，引发不同的附加光程差，故各类波长的光在交线周围可能有不同的光程差。因此，用白光作光源时，在、两面的交线周围的中央条纹，可能是白色明条纹，也可能是暗条纹。在它的两旁还有大致对称的有几条彩色的直线条纹，稍远就看不到干与条纹了。当光通过折射率为、厚度为的均匀透明介质时，其光程比通过同厚度的空气

9、要大。在迈克尔逊干与仪中，当白光的中央条纹出此刻视场的中央后，若是在光路中加入一块折射率为、厚度为的均匀薄玻璃片，由于光束的来回，光束和在相遇时所取得的附加光程差为：（7）此时，若将镜向板方向移动一段距离，则、两光束在相遇时的光程差又恢复至原样，这样，白光干与的中央条纹将从头出此刻视场中央。这时（8）按照式（8），测出镜前移的距离，如已知薄玻璃片的折射率，则可求其厚度；反之，如已知玻璃片的厚度，则可求出其折射率。实验步骤一观察与分析氦氖激光的非定域干与现象，测量该激光的波长1干与仪的调节打开激光器并调节其水平，使激光束大致垂直于镜。在分束镜与镜的延长线上放置观察屏，可以看到屏上水平散布的两组光

10、斑，每组光斑约有三个亮点，找出别离由、镜反射的两个主亮点（其它一些较暗的光斑，调整时可无论它）。、镜垂直于二镜距分束镜上半反射面的距离相等。、镜反射的激转动手轮，尽可能使粗调镜，使镜。这时，在观察屏上能看到由光光斑，调节调节镜后面的螺钉（实验室已将镜面的法线调至与丝杠平行，实验时只能镜反射的最亮点相重合。镜），使其反射激光光斑的最亮点在观察屏上与2光路的调节在激光器和干与仪之间加一扩束镜，使扩束后的光线照射在分束镜看到干与条纹，继续调节透镜位置和上视场的中心。利用镜台下的水平与垂直拉簧螺丝对镜作细微的调节，一边调节，一边上下或上。此时很容易镜后面的三个螺钉，使圆形干与条纹的中心位于屏左右移动眼

11、睛检查，直到移动眼睛时看不到有圆环冒出或缩进为止，此时全垂直。3观察激光的等倾干与花腔转动微动鼓轮，使镜前后移动，改变，从主尺上观察当、两镜完镜所对应位置改变时的关系等。并选条纹的转变，如条纹的“冒出”和“缩进”、条纹的疏密、条纹间距与定较好的而且干与圆环疏密适合的区域作为测量区，准备进行测量。4测量HeNe激光器光波波长调节手轮与微动鼓轮对迈克尔逊干与仪进行“校零”与“消空程”，记录初始读数。沿同一方向转动微动鼓轮，同时注意数干与条纹中心“冒出”或“缩进”的条纹数，使条纹每冒出（或缩进）50个圆环记录一次值（）进行比较。镜的位置，按照公式（3）处置数据，求出后与标准5找到焦平面向圆条纹陷入的

12、方向调节M1直至圆条纹逐渐变成直条纹并开始反方向弯曲，记下条纹既宽又直时M1的位置M10的大致范围。 二观察与分析汞灯的定域干与现象1让位于0周围，以低压汞灯加毛玻璃作为光源2在原来观察屏的位置用肉眼直接观察，有干与条纹 3把干与条纹调宽，有黄、绿、蓝等各类颜色 4让与0的距离增加到2mm左右，再看条纹是不是清楚5改变M2的方向是条纹变成直线，看其是不是清楚 6由此推断条纹是不是定域实验记录与数据分析一观察与分析氦氖激光的非定域干与现象，测量该激光的波长 两最亮的光点重合于观察屏后，观察屏前后移动条纹都比较清楚。 调节M2背后位于其上方的旋钮时，圆条纹上下移动。 调节M2背后位于其下方的旋钮时，圆条纹左右移动。增大M1的距离时，圆条纹从中心向外扩张，中心亮暗交替转变，条纹越靠近中心越宽，越远离中心越窄。