實驗六邁克爾遜干涉儀調(diào)節(jié)和使用解讀

1、實驗六邁克爾遜干預(yù)儀的調(diào)理和使用解讀實驗六邁克爾遜干預(yù)儀的調(diào)理和使用解讀12/12實驗六邁克爾遜干預(yù)儀的調(diào)理和使用解讀實驗五邁克爾遜干預(yù)儀的調(diào)理和使用一、實驗?zāi)康?認識邁克爾遜干預(yù)儀的結(jié)構(gòu)原理,掌握邁克爾遜干預(yù)儀的調(diào)理方法；2學(xué)會調(diào)理非定域干預(yù)、等傾干預(yù)、等厚干預(yù)和白光干預(yù)條紋,研究這幾種干涉條紋形成的條件和條紋特色,變化規(guī)律及相互間的差別；3學(xué)會用邁克爾遜干預(yù)儀測定光波波長。二、實驗儀器邁克爾遜干預(yù)儀、氦氖激光器、擴束透鏡、毛玻璃等。圖1邁克爾遜干預(yù)儀光路三、實驗原理1邁克爾遜干預(yù)儀的原理圖1是邁克爾遜干預(yù)儀的光路表示圖，圖中M和M是在相互垂直的兩臂上擱置的兩個平面反射鏡，此中M是固定的；M

2、由精巧絲桿控制，可沿臂軸前、后挪動，挪動的距離由刻度轉(zhuǎn)盤(由粗讀和細讀2組刻度盤組合而成讀出。在兩臂軸線訂交處，有一與兩軸成45角的平行平面玻璃板p1，它的第二個平面上鍍有半透（半反射）的銀膜，以便將入射光分紅振幅湊近相等的反射光和透射光，故p又稱為分光板。p也是平行平面玻璃板，與p平行擱置，厚度和折射率均與p相同。因為它賠償了光芒和因穿越p次數(shù)不一樣樣而產(chǎn)生的光程差，故稱為賠償板。從擴展光源S射來的光在p處罰紅兩部分，反射光經(jīng)p反射后向著M行進，透射光透過p向著p行進，這兩束光分別在p、p上反射后逆著各自的入射方向返回，最后都達到E處。因為這兩束光是相關(guān)光，所以在E處的察看者便可以看到干預(yù)條

3、紋。由M反射回來的光波在分光板p的第二面上反射時，憂如平面鏡反射相同，使M在M周邊形成M的虛像M，所以光在邁克爾遜干預(yù)儀中自M和M的反射相當(dāng)于自M和M的反射。所以可知，在邁克爾遜干預(yù)儀中所產(chǎn)生的干預(yù)與空氣薄膜所產(chǎn)生的干預(yù)是等效的。當(dāng)M和M平行時(此時M和M嚴格相互垂直，將察看到環(huán)形的等傾干預(yù)條紋。一般狀況下，M和M形成一空氣劈尖，所以將察看到近似平行的干預(yù)條紋(等厚干預(yù)條紋。2單色光波長的測定用波長為的單色光照明時，邁克爾遜干預(yù)儀所產(chǎn)生的環(huán)形等傾干預(yù)圓條紋的地點取決于相關(guān)光束間的光程差，而由M和M反射的兩列相關(guān)光波的光程差為?(1此中i為反射光在平面鏡M上的入射角。關(guān)于第k條紋，則有(2當(dāng)M和

4、M的間距d漸漸增大時，對任一級干預(yù)條紋，比方k級，必定是以減少cosi的值來知足式（2）的，故該干預(yù)條紋間距向i變大(cosi值變小的方向挪動，即向外擴展。這時，察看者將看到條紋憂如從中心向外“涌出”，且每當(dāng)間距d增添/2時，就有一個條紋涌出。反之，當(dāng)間距由大漸漸變小時，最湊近中心的條紋將一個一個地“墜入”中心，且每墜入一個條紋，間距的改變亦為/2。所以，當(dāng)M2鏡挪動時，如有N個條紋墜入中心，則表示M相關(guān)于M移近了(3?反之，如有N個條紋從中心涌出來時，則表示M相關(guān)于M移遠了相同的距離。假如精準(zhǔn)地測出M挪動的距離d，則可由式(3計算進出射光波的波長3儀器介紹（1）邁克爾遜干預(yù)儀的結(jié)構(gòu)：圖2-2

5、2-1WSM100邁克爾遜干預(yù)儀實驗中所使用的WSM100邁克爾遜干預(yù)儀，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。固定反射鏡10，它傾角可以經(jīng)過在它反面的三個調(diào)整螺絲進行粗調(diào)，細調(diào)時，分別用1和4經(jīng)過彈簧改變在水平易垂直方向上的傾角?？膳矂臃瓷溏R9，它的傾角調(diào)整也是經(jīng)過其反面的三個螺絲進行，但它沒有細調(diào)。可挪動反射鏡是安裝在一個滑塊上，經(jīng)過絲杠的轉(zhuǎn)動可以使滑塊沿導(dǎo)軌前后挪動。動鏡的挪動距離毫米數(shù)可在機體側(cè)面的毫米刻尺（17）上直接讀得；粗調(diào)手輪（2）旋轉(zhuǎn)一周，拖板挪動1毫米,即動鏡挪動1毫米，同時，讀數(shù)窗口（11）內(nèi)的-2鼓輪也轉(zhuǎn)動一周，鼓輪的一圈被均分為100格，每格為10毫米，讀數(shù)由窗口上的基準(zhǔn)線指示；微調(diào)手輪

6、（3）每轉(zhuǎn)過一周，拖板挪動0.01毫米，可從讀數(shù)窗口中-4看到讀數(shù)鼓輪挪動一格，而微調(diào)鼓輪的周線被均分為100格，則每格表示為10毫米。最后讀數(shù)應(yīng)為上述三者之和，加上估讀一位，可讀到。分束鏡18和賠償板12，以及固定反射鏡10是安裝在一個固定架上，這個固定架又與導(dǎo)軌固定在一同，使得整個光路處在一個比較堅固的狀態(tài)。導(dǎo)軌是固定在底座7上，底座由三個底角6支撐，可以經(jīng)過調(diào)整螺絲調(diào)理整個儀器的水平。（2）激光器：特色：單色性好，方向性強，相關(guān)性好，亮度高。結(jié)構(gòu)：陽極（桿狀）、陰極（鋁質(zhì)圓筒）、諧振腔（雙側(cè)有高反射率的反射鏡、腔內(nèi)按必定比率充有氦氣和氖氣）。主要技術(shù)參數(shù)：輸出波長，光束發(fā)射角，觸發(fā)電壓，

7、工作電壓，輸出功率：，最正確工作電流。四、實驗內(nèi)容與步驟1邁克爾遜干預(yù)儀的調(diào)理1）利用水平調(diào)理螺絲，調(diào)干預(yù)儀水平；2）調(diào)整激光束與干預(yù)儀的光路大概垂直；目測：激光管中心軸線大概垂直于定鏡；調(diào)理：翻開激光器，調(diào)定鏡背后的三顆滾花螺絲使定鏡反射的光束，返回激光發(fā)射孔（可以不作要求，一般目測便可以了）。（3）旋轉(zhuǎn)粗著手輪，使動鏡和定鏡到鍍膜面的距離大概相等（4）調(diào)調(diào)換鏡反面的三顆螺絲（有時還需要調(diào)定鏡反面的三顆螺絲），使察看屏上兩個最亮的光點完滿重合。（5）察看等傾干預(yù)條紋：在光路中加進凸面鏡并調(diào)整之，讓激光束經(jīng)過透鏡中心。此時察看屏上出現(xiàn)干預(yù)條紋（不用然是圓形，可能是弧形），此后細調(diào)垂直拉簧、水平

8、拉簧（有時還需調(diào)理動鏡或定鏡反面的三顆螺絲），屏上可出現(xiàn)干預(yù)圓環(huán)。2丈量激光的波長（1）調(diào)零因轉(zhuǎn)動微調(diào)鼓輪時，粗調(diào)鼓輪隨之轉(zhuǎn)動；而轉(zhuǎn)動粗調(diào)鼓輪時，微調(diào)鼓輪則不動，所以測讀數(shù)據(jù)前，要調(diào)整零點。將微調(diào)鼓輪順時針（或逆時針）轉(zhuǎn)至零點此后以相同的方向轉(zhuǎn)動粗調(diào)鼓輪，對齊隨意一刻度線（注意兩個鼓輪的旋轉(zhuǎn)方向一致）。（2）丈量讀出動鏡M1所在的相對地點，此為“0”地點，此后沿同一方向轉(zhuǎn)動微調(diào)手輪，認真察看屏上的干預(yù)條紋“涌出”或“墜入”的個數(shù)。每隔50個條紋，記錄一次動鏡M1的地點，共記450條條紋，讀10個地點的讀數(shù)，填入自擬的表格中。注意地點讀數(shù)時可精準(zhǔn)到10-4mm，估讀到10-5mm。（3）數(shù)據(jù)辦理

9、由計算出激光的波長。用逐差法辦理數(shù)據(jù)，并用不確立度表示。五、實驗數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)辦理1數(shù)據(jù)記錄表格（）干預(yù)環(huán)變化數(shù)050100150200地點讀數(shù)37.0300537.0459037.0617037.0775037.09330干預(yù)環(huán)變化數(shù)250300350400450地點讀數(shù)37.1091537.1250537.1409537.1568037.17255環(huán)數(shù)差2502502502502500.079100.079150.079250.079300.079252數(shù)據(jù)辦理（1）均勻值（2）不確立度：的A類不確立度：的B類不確立度：的總不確立度：故的總不確立度為：（3）丈量結(jié)果丈量結(jié)果的相對偏差：注意事項1邁克爾遜干預(yù)儀系精巧光學(xué)儀器，使用時應(yīng)注意防塵、防震；不要對著儀器說話、咳嗽等；丈量時動作要輕、緩，盡量使身體部位走開實驗臺面，以防震動；不可以觸摸光學(xué)元件光學(xué)表面。2（或）鏡后的調(diào)理螺絲、拉簧不要旋得過緊，以防鏡片受壓變形和破壞螺絲、拉簧，實驗完成，應(yīng)將調(diào)理螺絲、拉簧松開，免得鏡面、拉簧變形。3激光管兩頭的高壓引線頭是裸露的，且激光電源空載輸出電壓高達數(shù)千伏，要警惕誤觸。4激光束光強極高，切勿用眼睛對視，防備視網(wǎng)膜遭永遠性損害。5激光工作電流不要超出7mA。6丈量過程中要防備