邁克爾遜干涉儀測(cè)量光波的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、邁克爾遜干涉儀測(cè)量光波的波長(zhǎng)班級(jí):姓名:學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)日期:一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .了解邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)和原理，掌握調(diào)節(jié)方法；2 .利用點(diǎn)光源產(chǎn)生的同心圓干涉條紋測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。二、儀器及用具（名稱(chēng)、型號(hào)及主要參數(shù)）邁克爾遜干涉儀，He-Ne激光器，透鏡等三、實(shí)驗(yàn)原理邁克爾遜干涉儀原理如圖所示。兩平面反射鏡M、M、光源S和觀(guān)察點(diǎn)E（或接收屏）四者北東西南各據(jù)一方。M、M2相互垂直，M2是固定的，M可沿導(dǎo)軌做精密移動(dòng)。G和G是兩塊材料相同薄厚均勻相等的平行玻璃片。G的一個(gè)表面上鍍有半透明的薄銀層或鋁層，形成半反半透膜，可使入射光分成強(qiáng)度基本相等的兩束光，稱(chēng)G為分光板。G2與G平行，以保證兩束光在玻璃

2、中所走的光程完全相等且與入射光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，保證儀器能夠觀(guān)察單、復(fù)色光的干涉?？梢?jiàn)G作為補(bǔ)償光程用，故稱(chēng)之為補(bǔ)償板。G、G與平面鏡M、M2傾斜成45°角。如上圖所示一束光入射到G上，被G分為反射光和透射光，這兩束光分別經(jīng)M和M2'反射后又沿原路返回，在分化板后表面分別被透射和反射，于E處相遇后成為相干光，可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。圖中M'是平面鏡M2由半反膜形成的虛像。觀(guān)察者從E處去看，經(jīng)M2反射的光好像是從M'來(lái)的。因此干涉儀所產(chǎn)生的干涉和由平面M與M2'之間的空氣薄膜所產(chǎn)生的干涉是完全一樣的，在討論干涉條紋的形成時(shí)，只需考察M1和M兩個(gè)面所形成的空氣薄膜即可

3、。兩面相互平行可到面光源在無(wú)窮遠(yuǎn)處產(chǎn)生的等傾干涉，兩面有小的夾角可得到面光源在空氣膜近處形成的等厚干涉。若光源是點(diǎn)光源，則上述兩種情況均可在空間形成非定域干涉。設(shè)M和M'之間的距離為d,則它們所形成的空氣薄膜造成的相干光的光程差近似用下式表示2dcosi若Mi與M2平行，則各處d相同，可得等傾干涉。系統(tǒng)具有軸對(duì)稱(chēng)不變性，故屏E上的干涉條紋應(yīng)為一組同心圓環(huán)，圓心處對(duì)應(yīng)的光程差最大且等于2d,d越大圓環(huán)越密。反之中心圓斑變大、圓環(huán)變疏。若d增加，則中心“冒出”一個(gè)條紋，反之d減小，則中心“縮進(jìn)”一個(gè)條紋。故干涉條紋在中心處“冒出”或“縮進(jìn)”的個(gè)數(shù)N與d的變化量d之間有下列關(guān)系dN一即入=2

4、根據(jù)該關(guān)系式就可測(cè)量光波波長(zhǎng)入或長(zhǎng)度d。四、實(shí)驗(yàn)步驟及操作1 .單擊登陸進(jìn)入實(shí)驗(yàn)大廳2 .選擇光學(xué)實(shí)驗(yàn)單擊3 .雙擊邁克爾遜干涉儀進(jìn)入實(shí)驗(yàn)界面4 .在實(shí)驗(yàn)界面單擊右鍵選擇“開(kāi)始實(shí)驗(yàn)”5 .調(diào)節(jié)儀器。（抓圖）6 .測(cè)量：由測(cè)量波長(zhǎng)關(guān)系式可知，入是以定值，平移M來(lái)改變d,觀(guān)察等傾圓環(huán)條紋的變化規(guī)律并記錄。每“冒出”或“縮進(jìn)”50個(gè)圓環(huán)（中央亮斑最大）記錄一次M鏡的位置，連續(xù)9次，用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（抓圖）五、數(shù)據(jù)記錄及處理1 .數(shù)據(jù)列表平面鏡M1位置變化測(cè)量條紋的吞吐數(shù)Ni050100150200di/mm條紋的吞吐數(shù)N2250300350400450di+5/mmN=N2-N12502502

5、50250250di=(di+5-di)/5/mm(d)=Adi-Wmm2 .數(shù)據(jù)處理由上表知|d|=N=250U=*10-6mU=*10-6m.Uad=*10-6m.Ux=2UaJN=計(jì)算平均值入=(2d)/N=根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值入標(biāo)=百分相對(duì)誤差：E=(|入-入標(biāo)|)/入標(biāo)X100%=(|+nm六、回答預(yù)習(xí)思考題1 .測(cè)He-Ne激光波長(zhǎng)時(shí)，要求n盡可能大，這是為什么？對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)應(yīng)采用什么方法進(jìn)行處理？答：n越大所測(cè)得的波長(zhǎng)的精確度就越高，對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)采用逐差法進(jìn)行處理。2 .從實(shí)驗(yàn)原理圖1中看，如果把干涉儀中的補(bǔ)償板B去掉，會(huì)影響到哪些測(cè)量？哪些測(cè)量不受影響？答：補(bǔ)償板有兩個(gè)作用，其一是補(bǔ)

6、償光程，其二是消色差，且最主要作用為消色差。補(bǔ)償板B的作用是使光程差僅由M、M的位置決定，若去掉B,那么光程差還受到平行板厚度、傾角、折射率等因素的影響。綜合分析可以知道，這樣的話(huà)會(huì)使各個(gè)刻度的測(cè)量帶來(lái)影響，而對(duì)于圓環(huán)數(shù)N則沒(méi)有影響。到失意傷心事，多想有一個(gè)懂你的人來(lái)指點(diǎn)迷津，因他懂你，會(huì)以我心，換你心，站在你的位置上思慮，為你排優(yōu)解難。一個(gè)人，來(lái)這世間，必須懂得一些人情事理，才能不斷成長(zhǎng)。就像躬耕于隴畝的農(nóng)人，必須懂得土地與種子的情懷，才能有所收獲。一個(gè)女子，一生所求，莫過(guò)于找到一個(gè)懂她的人，執(zhí)手白頭，相伴終老。即使蘆花暖鞋，菊花枕頭，也覺(jué)溫暖；即使粗食布衣，陋室簡(jiǎn)靜，也覺(jué)舒適，一句“懂你”，叫人無(wú)怨無(wú)悔，愿以自己的一生來(lái)交付。懂得是彼此的欣賞，是靈魂的輕喚，是惺惺相惜，是愛(ài)，是暖，是彼此的融化；是走一段很遠(yuǎn)的路，驀然回首卻發(fā)現(xiàn)，我依然在你的視線(xiàn)里；是回眸相視一笑的無(wú)言；是一條偏僻幽靜的小路，不顯山，不露水，路邊長(zhǎng)滿(mǎn)你喜愛(ài)的花草，靜默無(wú)語(yǔ)卻馨香盈懷，而路的盡頭，便是通達(dá)你心靈的小屋瑟瑟嚴(yán)冬，窗外雪飄，絮絮自語(yǔ)說(shuō)了這多，你可懂我了嗎？若你知曉，無(wú)需說(shuō)話(huà)，只報(bào)一