迈克尔逊干涉仪实验报告.doc

迈克尔逊干涉仪实验报告62354膁蒈螁蚃薀羈虿芇羆蚃羁蒆迈克耳逊干涉仪莁羆薂实验目的肇莂肀了解迈克尔逊干涉仪的结构和原理,掌握调节方法;蝿聿肄用迈克尔逊干涉仪测量钠光波长和精细结构。膆螃袅实验仪器薁螈节迈克尔逊干涉仪、钠光灯、透镜等。芆膄袇实验原理罿薇蒇迈克耳孙干涉仪原理如图所示。两平面反射镜M1、M2、光源S和观察点E(或接收屏)四者北东西南各据一方。M1、M2相互垂直,M2是固定的,M1可沿导轨做精密移动。G1和G2是两块材料相同薄厚均匀相等的平行玻璃片。G1的一个表面上镀有半透明的薄银层或铝层,形成半反半透膜,可使入射光分成强度基本相等的两束光,称G1为分光板。G2与G1平行,以保证两束光在玻璃中所走的光程完全相等且与入射光的波长无关,保证仪器能够观察单、复色光的干涉。可见G2作为补偿光程用,故称之为补偿板。G1、G2与平面镜M1、M2倾斜成45°角。莆芁***蚁莆螅如上图所示一束光入射到G1上,被G1分为反射光和透射光,这两束光分别经M1和M2反射后又沿原路返回,在分化板后表面分别被透射和反射,于E处相遇后成为相干光,可以产生干涉现象。图中M´2是平面镜M2由半反膜形成的虚像。观察者从E处去看,经M2反射的光好像是从M´2来的。因此干涉仪所产生的干涉和由平面M1与M´2之间的空气薄膜所产生的干涉是完全一样的,在讨论干涉条纹的形成时,只需考察M1和M2两个面所形成的空气薄膜即可。两面相互平行可到面光源在无穷远处产生的等倾干涉,两面有小的夹角可得到面光源在空气膜近处形成的等厚干涉。若光源是点光源,则上述两种情况均可在空间形成非定域干涉。设M1和M´2之间的距离为d,则它们所形成的空气薄膜造成的相干光的光程差近似用下式表示莆蚂蚁膈荿莇若M1与M´2平行,则各处d相同,可得等倾干涉。系统具有轴对称不变性,故屏E上的干涉条纹应为一组同心圆环,圆心处对应的光程差最大且等于2d,d越大圆环越密。反之中心圆斑变大圆环变疏。若d增加则中心“冒出”一个条纹,反之d减小则中心“缩进”一个条纹。故干涉条纹在中心处“冒出”或“缩进”的个数N与d的变化量△d之间有下列关系蒆肂薆袀***薅根据该关系式就可测量光波波长λ或长度△d。薆蒃螂钠黄双线的精细结构测量原理简介:莈羆螀干涉条纹可见度定义为:当,时V=1,此时干涉条纹最清晰,可见度最大;时V=0,可见度最小。蚆蚀羅从一视见度最低的位置开始算起,测量一次视见度最低处的位置,者其间的光程差为,且由关系算出谱线的精细结构。肀蚅芅实验结果计与分析螅肁薀钠光的平均波长蒈袅羅羅肅肁肈荿(nm)螈袈次数蒂莅初读数膀蒇螂d1(mm)袃薁末读数蚈芆羆d2(mm)芄袄△d=|d1-d2|莀艿蒂(mm)莁蚂(nm)=2*Δd/100,根据λ0=;蒄膁莆==%薄薂薂钠光的精细结构:蚁腿羈视见度最低的位置蚄羃螆d1==(mm)羄袁蒁(nm)羀薈葿(nm)肄节蚄d2-==%膃误差分析及总结:肄由于本实验属于较为精细的光学实验,目测读数时的误差在所难免,所以使得实验结果不准确,应注意保护眼睛,边读书边休息,小组内交替读数。并且仪器未调好也会造成较大误差。薈思考题腿1、在观察等倾条纹干涉时,条纹从中心“冒出”说明兼具是变大了还是变小了?条纹“缩进”又如何?调节等倾条纹时,若眼睛有左向右平移看条纹“冒出”,有右向左看是“缩进”,此时位置成什么关系?芃芁答:“冒出”时间距变大,“缩进”时间距变小。说明M1和M2`不平行且右边间距大。芀亮纹的条件:2necosγ+λ/2=kλ袈干涉条纹是一组同心圆,越靠近中心,倾角i越小,折射角γ也越小,则cosγ越大,给出的k值也越大。这说明,越靠近中心,亮环的级次越高。当i=0°时,γ=0°,这时2e+λ/2=kλ莃当增大厚度e时,会看见起初中心亮环变暗,然后变亮。这是因为e增大,k的级次会变为k+1,因此,中心会产生一个新的亮环。蚂由上述可知,条纹从中心涌出时,说明M2与M2之间的距离变大。反之,则为变小。肂若眼睛有左向右平移看条纹“冒出”,有右向左看是“缩进”则说明M2与M2不平行,且成的夹角的顶端在左边2、如果实验者是高度近视眼。不戴眼镜能看到等倾条纹干涉或等厚条纹吗?为什么?答:能看到,因为能够通过调节使光最终聚焦在视网膜上,因为并不是实在的物体,所以成像位置是可以调节的,而且调节并不影响M2与M2的位置关系,所以能够看到。以下无正文仅供个人用于学****研究;不得用于商业用途。Forpersonaluseonlyinstu