實驗二十一 邁克耳遜干涉儀的調整和使用

1、University Physics ExperimentsUniversity Physics Experiments 理化教研室 邁克爾遜邁克爾遜 （18521931） 實驗背景 證明了光速的不變性，否定了證明了光速的不變性，否定了 “以太以太”的存在，結束了當時關于的存在，結束了當時關于 “以太以太”的爭論，為愛因斯坦發(fā)現(xiàn)的爭論，為愛因斯坦發(fā)現(xiàn) 相對論提供了實驗依據(jù)相對論提供了實驗依據(jù), ,為近代物為近代物 理學的誕生和興起開辟了道路。理學的誕生和興起開辟了道路。 19071907年獲諾貝爾物理學獎。年獲諾貝爾物理學獎。 “邁克爾遜邁克爾遜- -莫雷莫雷”實驗的意義實驗的意義: : 實驗

2、目的實驗目的 1.了解邁克爾遜干涉儀的結構、 原理,掌握其調節(jié)方法。 2.觀察等傾干涉條紋，測量Na 光的波長。 G2G1 半反射半反射 鍍銀層鍍銀層 反反 射射 鏡鏡 M M1 1 反射鏡反射鏡M M2 2 光程補償板光程補償板 觀察屏觀察屏 實驗原理實驗原理邁克爾遜干涉儀的原理邁克爾遜干涉儀的原理 1 M d 1 2 2 實驗原理實驗原理邁克爾遜干涉儀的原理邁克爾遜干涉儀的原理 2 cos (21) 2 k k d k 明 暗 2 1 ASAS 光程差：光程差： cosd2 RA 2d L S2 S1 O Nd2 由此得到由此得到： 21 22ddd NN 實驗原理實驗原理測量測量Na光的

3、波長光的波長 2 ) 1k2( k d2 明明 暗暗 圖樣中心：圖樣中心： 儀器介紹儀器介紹 邁克爾遜干涉儀構造邁克爾遜干涉儀構造 讀數(shù)窗讀數(shù)窗 補償板補償板 分光板分光板 M2粗動輪粗動輪 M2微動輪微動輪 平面鏡平面鏡M2 平面鏡平面鏡M1 M1傾角微調傾角微調 M1傾角粗調傾角粗調 精密螺桿精密螺桿 望遠鏡望遠鏡 邁克爾遜干涉儀的讀數(shù)系統(tǒng)邁克爾遜干涉儀的讀數(shù)系統(tǒng) 主尺主尺粗動手輪讀數(shù)窗口粗動手輪讀數(shù)窗口微動手輪微動手輪 最后讀數(shù)為：最后讀數(shù)為：33.52246mm 邁克爾遜干涉儀的讀數(shù)系統(tǒng)邁克爾遜干涉儀的讀數(shù)系統(tǒng) M1 M2 G2 G1 1. 調整儀器調整儀器 針孔板針孔板 實驗步驟實驗

4、步驟 M1 M2在在3134mm之間之間 實驗步驟 毛玻璃 實驗步驟實驗步驟 針孔板針孔板 2. 觀察干涉圖樣觀察干涉圖樣 2. 觀察干涉圖樣觀察干涉圖樣 實驗步驟實驗步驟 實驗步驟實驗步驟 3. 測測Na光波長光波長 先單方向先單方向轉動微調鼓輪轉動微調鼓輪,當有當有 條紋明顯吐出條紋明顯吐出(或吞入或吞入)時，時， 記錄記錄M2的初始讀數(shù)的初始讀數(shù)d1； 沿沿原方向原方向轉動微調鼓輪，當轉動微調鼓輪，當 N = 200時，記下時，記下d2。 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 %100 理 測理 E N dd N d 12 22 測 數(shù)據(jù)處理 222 2 2 2 2 1 2 1 )()()( Ndd Ndd 3 21 儀 dd 0 N 標標 準準 誤