邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)報(bào)告0001

邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)題目：邁克爾遜干涉儀二、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私膺~克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)、原理和調(diào)節(jié)方法；觀察等傾干涉、等厚干涉現(xiàn)象；利用邁克爾遜干涉儀測(cè)量He-Ne激光器的波長(zhǎng)；三、 實(shí)驗(yàn)儀器：邁克爾遜干涉儀、He-Ne激光器、擴(kuò)束鏡、觀察屏、小孔光闌四、 實(shí)驗(yàn)原理（原理圖、公式推導(dǎo)和文字說(shuō)明）：激興束 激興束 A在圖M2'是鏡子虬經(jīng)入面反射所成的虛像。調(diào)整好的邁克爾遜干涉儀，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下M「M2'互相平行，設(shè)其間距為d.。用凸透鏡會(huì)聚后的點(diǎn)光源S是一個(gè)很強(qiáng)的單色光源，其光線經(jīng)M、M反射后的光束等效于兩個(gè)虛光源S、S'1 2 1 2發(fā)出的相干光束，而S、S'的間距為M、M'的間距的兩倍，即2d。虛光源12 12S「S2'發(fā)出的球面波將在它們相遇的空間處處相干，呈現(xiàn)非定域干涉現(xiàn)象，其干涉花紋在空間不同的位置將可能是圓形環(huán)紋、橢圓形環(huán)紋或弧形的干涉條紋。

通常將觀察屏F安放在垂直于S「S」的連線方位，屏至S2'的距離為R,屏上干涉花紋為一組同心的圓環(huán)，圓心、為0。設(shè)S1、S2'至觀察屏上一點(diǎn)P的光程差為6,則5=J(R+2d)2+r2—JR2+r2 (1)=XR2+r2x(\'1+4(Rd+d2)/R2+r2—1)于是有(2)一般情況下R>>d，則利用二項(xiàng)式定理并忽略d的高次項(xiàng)，于是有(2)確 (；4(Rd+d2) 16R2d2'5=7R2+r2x1 — J2(R2+r2) 8(R2+r2)2/2dR<R2+r2所以5=2dcos0(1+—sin29)R由式⑶可知：9=0，此時(shí)光程差最大，5=2d，即圓心所對(duì)應(yīng)的干涉級(jí)最高。旋轉(zhuǎn)微調(diào)鼓輪使M1移動(dòng)，若使d增加時(shí)，可以看到圓環(huán)一個(gè)個(gè)地從中心冒出，而后往外擴(kuò)；若使d減小時(shí)，圓環(huán)逐漸收縮，最后消失在中心處。每“冒出”(或“消失”)一個(gè)圓環(huán)，相當(dāng)于S1、S2'的距離變化了一個(gè)波長(zhǎng)人大小。如若“冒出”(或“消失”)的圓環(huán)數(shù)目為N，則相應(yīng)的虬鏡將移動(dòng)Ad，顯然：X=2Ad/N (4)從儀器上讀出Ad并數(shù)出相應(yīng)的N，光波波長(zhǎng)即能通過(guò)式(4)計(jì)算出來(lái)。對(duì)于較大的d值，光程差6每改變一個(gè)波長(zhǎng)所需的0的改變量將減小，即兩相鄰的環(huán)紋之間的間隔變小，所以，增大d時(shí)，干涉環(huán)紋將變密變細(xì)。五、實(shí)驗(yàn)步驟調(diào)節(jié)干涉儀底座螺稅使干涉儀底座水平：2.轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)鼓輪，使Ml和M2至分光板大致等距；點(diǎn)燃He-Na激光器，使之與分光板等高并且位丁-沿分光板和M2鏡的中心線上；調(diào)節(jié)Ml和M2后的三個(gè)螺釘，使兩排光點(diǎn)完全重合，此時(shí)Ml和M2大致垂直在光路中加入擴(kuò)束鏡產(chǎn)生點(diǎn)光源；調(diào)節(jié)Ml底下的水平調(diào)節(jié)螺絲和垂I與調(diào)節(jié)螺/使干涉環(huán)圓心居并觀察無(wú)視差時(shí)Ml和M2完全垂仃了；零點(diǎn)調(diào)整:將微動(dòng)鼓輪沿某-方向（■例如順時(shí)針方向）施轉(zhuǎn)宜至消除空程誤差后,使之對(duì)準(zhǔn)零刻度；然后以同方向轉(zhuǎn)動(dòng)粗動(dòng)『輪使之對(duì)齊某一整刻度口注意：測(cè)量時(shí)須仍以同方E轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)鼓輪使鏡移動(dòng)，使手輪與鼓輪?：者讀數(shù)相口配合口避免產(chǎn)生空程誤差。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（整理表格、計(jì)算過(guò)程、結(jié)論、誤差分析）：△儀=5x10-5mmn=30平面鏡位置d1d2d3d4d5di/mm48.0510948.0401448.0302148.0182248.00849平面鏡位置d6d7d8d9d10di/mm47.9982047.9876147.9769347.9664747.95611Ad=d-d0.052890.052530.052280.051750.05238Ad50.050966廠=2x可.150=6.795x10-7m人標(biāo)=6.328x10-7m(He—Ne)S=1.8x10-6m A儀=0.00005mmAX=\：s2+2A儀2/75=1x10-8mX=X±AX=(6.795土0.1)x10-7mE