迈克尔逊干涉仪的异常现象及分析
对迈克尔逊干涉实验的分析与讨论
绪论迈克尔逊干涉仪是1883年在美物理学家迈克尔逊和莫雷合作为研究“以太”漂移而设计创造出来的精密仪器。
它利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
迈克尔逊与其合作者用此仪器进行了三项著名实验：即迈克尔逊-莫雷实验，实验结果否定了“以太”的存在，为相对论的提出奠定了实验基础；随后将干涉仪用于光谱的精密结构的研究；利用光谱线的波长，标定标准米尺等工作，为近代物理和近代计算技术做出了重要贡献。
在实验中我们发现，用迈克尔逊干涉仪的点光源非定域干涉测氦氖激光的波长时,其值总是偏大。
本文通过对某些实验现象进行分析，找出了测量值偏大的原因是在某些区间里干涉条纹并不是严格的等倾干涉条纹。
由此本文通过公式运算与对实验现象的分析，找出了用迈克尔逊干涉仪测氦氖激光波长的最佳区间，并用实验数据进行了应证。
在以后的实验中，我们可以在此区间里进行测量，从而减小实验误差。
笔者发现，在大多数物理实验教科书中，对如何减小实验误差大都进行了罗列与叙述，但大多是从实验仪器与实验者等方面寻找问题，很少有人提及在实验中存在最佳测量区间这一问题。
笔者在实验中发现了一些异常现象，通过对象的分析，发现存在着最佳测量区间。
对迈克尔逊干涉实验的分析与讨论1 引言1881年迈克尔逊（Michelson，1852-1931）制成可以测定微小长度、折射率和光波波长的第一台干涉仪。
后来，他又用干涉仪做了3个闻名于世的重要实验：迈克尔逊-莫雷（Morley,1838-1923）“以太”漂移实验，实验结果否定了“以太”的存在，解决了当时关于“以太”的争论，并确定光速为定值，为爱因斯坦（Einstein,1879-1955)发现相对论提供了实验依据；迈克尔逊与莫雷最早用干涉仪观察到氢原子光谱中巴耳末系的第一线为双线结构，并以次推断光谱线的精确结构；迈克尔逊首次用干涉仪测得镉红线波长（λ=643.84696nm)，并用此波长测定了标准米的长度（1m=1553164.13镉红线波长)。
物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论
实验总结：1．在实际测量中，出现了一下情况：随测量次数的增多，圆心位置发生了变化，这种现象是与理论相悖的，原因是由于M1与M2’未达到完全平行或调整仪器时未调整好，而且圆心偏移速度越快越说明M1与M2’平行度越差。
2．在测量完第一组数据后，反向旋转时会在旋转相当多圈后才会出现中心圆环的由吞吐变吐，这个转变不是立即就完成的，这是因为仪器右侧的旋钮为微调旋钮，使用它对干涉仪的性质改变影响较小，故有吞变吐需要旋转相当一段时间，此时应旋转中部大旋钮，再使用微调，但不要忘记刻度盘调零。
3．两组数据所测得的结果相差较大，这可能是由于测量过程的误差或操作失误所引起的，应尽量避免。
4．实验中还观察到许多现象，如M1上出现很多光斑，其中有亮有暗，同心圆的粗细和疏密变化等等。
但由于理论知识的缺乏，我们尚无法给出上述问题的完美解释，需要我们进一步的学习与探索。
一进行分析讨论。
从数据表格可以看到，在误差允许范围内，测量波长与理论波长一致，验证了这种测试方法的可行性。
误差分析：①实验中空程没能完全消除；②实验对每一百条条纹的开始计数点和计数结束点的判定存在误差；③实验中读数时存在随机误差；④实验器材受环境中的振动等因素的干扰产生偏差。
3)实验结果：经分析，当顺时针转动旋钮时，“吐”出圆环，此时测得一波长，当逆时针转动旋钮时，“吞”出圆环，此时亦测得一波长。
将二者取平均值得测得光的波长：，P=0.95。
5.一个迈克尔逊实验，不但让我领悟到迈克尔逊设计干涉仪的巧妙和智慧，也更让我知道了做实验要有耐心和恒心，哪怕实验再麻烦，也必须坚持不懈，注重细节，这样才能真正地把实验做2.1、为什么白光干涉不易观察到？答：两光束能产生干涉现象除满足同频、同向、相位差恒定三个条件外，其光程差还必须小于其相干长度。
物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论
物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果
讨论
哎呀，今天我们要讲的是迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论。
这可是个高大上的实验啊，不过别担心，我会让你们轻松理解的！
咱们来了解一下迈克尔逊干涉仪是什么。
迈克尔逊干涉仪是一种用来测量光波长差的仪器，它由一个光源、一个分束器、一个反射镜和一个合并器组成。
通过调整光源的位置，我们可以观察到光波长的干涉现象，从而得到光的波长差。
接下来，我们来看看这个实验中可能出现的误差。
首先是仪器本身的误差，比如说反射镜的表面可能有污垢或者凹凸不平，这会影响到光线的反射。
其次是人为操作的误差，比如说调整光源位置的时候，手抖了一下导致位置不够准确。
还有就是环境因素的影响，比如说温度、湿度等都会对实验结果产生影响。
那么，我们该如何减小这些误差呢？我们要保证仪器的精度，定期对仪器进行维护和清洁。
在操作过程中要保持冷静，尽量避免手抖。
我们还可以利用一些补偿方法来减小环境因素的影响，比如说使用恒温恒湿的环境来进行实验。
好了，现在我们来看一下实验的结果。
根据我们的观察和计算，我们得到了光波长差为X微米。
这个结果看起来还不错，但是我们还需要进一步分析。
如果光波长差较大，说明我们的仪器精度还不够高；如果光波长差较小，则说明我们的仪器精度已经比较高了。
迈克尔逊干涉仪实验是一个非常有趣且实用的实验。
通过这个实验，我们可以了解到光的性质和波动规律，同时也可以锻炼我们的实验技能和分析能力。
希望大家在以后的学习中能够多多尝试这样的实验哦！。
迈克尔逊干涉仪的异常现象及分析
伊犁师范学院本科生毕业论文（设计）开题报告论文题目：迈克尔逊干涉仪在实验中异常现象分析和处理学生姓名：程晓虎系专业：物理科学与技术学院物理学专业学号： 2011070201003指导教师：阿尔达克开题报告时间：年月日伊犁师范学院教务处制填表说明和要求1、开题报告作为毕业论文（设计）答辩小组对学生答辩资格审查的主要依据材料之一。
此报告应在指导老师指导下，学生在毕业论文（设计）工作前期内完成，经指导老师签署意见，同意后生效。
2、学生阅读论文、资料的篇数一般不少于10篇，开题报告中应包括文献综述、选题依据、可行性分析及预期成果。
字数不少于2000字。
3、开题报告内容字号为宋体字小四号，行间距为1.5倍行距。
此表一式一份，随同学生毕业（设计）论文一起有各系存档。
一、文献阅读二、开题报告一、文献综述迈克尔逊干涉仪,是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。
它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。
主要用于长度和折射率的测量。
在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。
利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。
(一）迈克尔逊干涉仪工作原理干涉条纹是等光程差点的轨迹，因此，要分析某种干涉产生的图样，必求出相干光的光程差位置分布的函数。
若干涉条纹发生移动，一定是场点对应的光程差发生了变化，引起光程差变化的原因，可能是光线长度L发生变化，或是光路中某段介质的折射率n发生了变化，或是薄膜的厚度e发生了变化。
G2是一面镀上半透半反膜，M1、M2为平面反射镜，M1是固定的，M2和G1精密丝相连，使其可以向前后移动，最小读数为10-4mm，可估计到10-5mm, M1和M2后各有几个小螺丝可调节其方位。
当M2和M1’严格平行时，M2会移动,表现为等倾干涉的圆环形条纹不断从中心“吐出”或向中心“吞进”。
迈克尔逊干涉仪实验实验误差及总结
迈克尔逊干涉仪实验实验误差及总结1. 引言迈克尔逊干涉仪，听起来像是个高大上的东西，其实就是用来测量光的干涉现象的一个仪器。
简单来说，它能帮我们观察到光波是如何互相干扰的，像一场光的“舞会”。
不过，光的舞姿并不是总那么完美，实验中常常会有一些小插曲和误差。
今天咱们就来聊聊这个干涉仪实验中的误差和总结，顺便顺便放松一下，别担心，不会让你觉得像上课一样枯燥。
2. 实验设置2.1 仪器组成首先，得说说这台干涉仪的组成。
迈克尔逊干涉仪主要由一个光源、分束器、反射镜和干涉图样接收器构成。
想象一下，光源就像是舞台上的灯光，分束器是个调皮的小家伙，把光分成两束，让它们各自舞动，然后又在接收器上重聚，形成美丽的干涉条纹。
就像两位舞者在舞台汇合，碰撞出火花。
2.2 实验过程在实验过程中，首先要确保所有的设备都摆放得当，光源要稳定，镜子也得清洁得不能再清洁。
光一旦出发，就像小孩子放飞了风筝，不能有丝毫的干扰。
不过，实际操作中，各种因素都可能影响到实验结果，比如振动、温度变化、甚至是空气的流动，都可能让这些光束的舞蹈变得有些失控。
3. 实验误差分析3.1 误差来源咱们说到误差，首先要明白，误差可不是小事。
它可以来自多个方面。
首先，环境的影响，比如温度、湿度，这些就像是天气变化让舞者不知所措，容易导致光速的微小变化。
另外，镜子的平整度、光源的稳定性、以及分束器的质量等，都是影响干涉条纹清晰度的“幕后黑手”。
想象一下，如果镜子不是完全平整，那干涉图样就会模糊，甚至完全消失，就像舞台上的灯光突然熄灭，观众们都懵了。
3.2 误差的修正不过，别担心，聪明的科学家们总是能找到办法来修正这些误差。
首先，可以通过改进仪器的设计来减少外部干扰，比如在实验室里安装防振设备，或者使用更稳定的光源。
此外，使用更精密的仪器，比如高品质的反射镜和分束器，也能大大提高实验的准确性。
还有，记得定期校准设备，就像给舞者调音，让他们在舞台上更加协调。
4. 总结最后，迈克尔逊干涉仪的实验其实就像是一场光的舞会，虽然过程中可能会出现各种误差，但只要咱们认真对待，努力去修正，就能让这场舞会变得更加精彩。
迈克尔逊干涉仪实验报告误差分析
迈克尔逊干涉仪实验报告,误差分析迈克尔逊干涉仪实验报告一、实验目的通过迈克尔逊干涉仪的实验，了解干涉现象的基本原理，学习如何利用干涉仪测量光源的波长和介质的折射率。
二、实验原理迈克尔逊干涉仪是利用光的干涉现象测量光源的波长或介质的折射率的一种仪器。
它由一个分束器、两个反射镜和一个合束器组成。
当一束单色光通过分束器后，会被分成两束光，分别沿着两个不同的光程传播，然后再由合束器合成一束光，形成干涉现象。
当两束光的光程差为波长的整数倍时，出现明条纹；当两束光的光程差为波长的半整数倍时，出现暗条纹。
通过对条纹的观察和计数，可以测量光源的波长或介质的折射率。
三、实验步骤1. 将迈克尔逊干涉仪放置在光学实验台上，调整分束器和反射镜的位置，使得光线正常传播。
2. 打开光源，调节分束器和反射镜的位置，使得在观察屏上形成明条纹。
3. 记录反射镜的位置和观察屏上的明条纹数目。
4. 移动一个反射镜，使得观察屏上的明条纹数目减少一半，记录反射镜的位置。
5. 根据实验数据计算出光源的波长和介质的折射率。
四、实验数据和结果根据实验步骤记录的数据，可以计算出光源的波长和介质的折射率。
在计算过程中，需要考虑各种可能的误差，并进行误差分析。
五、误差分析在迈克尔逊干涉仪实验中，可能存在以下几种误差：1. 光源的波长可能存在一定的波动，导致测量结果的误差。
为了减小这种误差，可以使用稳定的光源并进行多次测量取平均值。
2. 分束器和反射镜的位置调节可能存在误差，使得光线传播的路径发生偏差。
为了减小这种误差，可以使用精确的调节装置，并注意调节时的稳定性。
3. 观察屏上的明条纹数目的测量可能存在主观误差。
为了减小这种误差，可以使用显微镜等放大器具进行观测，并多次观测取平均值。
4. 在计算光源的波长和介质的折射率时，可能存在计算公式的近似误差。
为了减小这种误差，可以使用更精确的计算公式，并进行精确计算。
六、实验结论通过迈克尔逊干涉仪实验，我们可以测量光源的波长和介质的折射率。
迈克尔逊干涉仪实验中易出现的问题之探讨_孙宇航
2008年9月第13卷第5期 西 安 邮 电 学 院 学 报JOURNAL OF XI ’AN UN IV ERSIT Y OF POST AND TEL ECOMMUN ICA TIONS Sep.2008Vol 113No 15收稿日期:2008-03-13基金项目:西安邮电学院青年教师科研基金赞助项目(105-0431)作者简介:孙宇航(1980-),男,辽宁铁岭人,西安邮电学院应用数理系助教。
迈克尔逊干涉仪实验中易出现的问题之探讨孙宇航(西安邮电学院应用数理系,陕西西安 710121)摘要:迈克尔逊干涉仪实验是大学物理实验课程中重要的实验之一,由于教材描述比较简单,学生在调节迈克尔逊干涉仪时经常会遇到各种各样的困难。
本文对在迈克尔逊干涉仪的调节和使用中易出现的几个问题进行了细致的分析和探讨,并给出了解决方案。
关键词:迈克尔逊干涉仪;等倾干涉;干涉条纹中图分类号:O433 文献标识码:A 文章编号:1007-3264(2008)05-0153-02引言迈克尔逊干涉仪设计精巧、光路直观,结构精密复杂。
迈克尔逊干涉仪实验可以加深学生对光的等厚干涉和等倾干涉的理解,是大学物理实验课程中重要的实验之一[1]。
在实验教学中,由于教材描述比较简单,学生未能全面掌握实验原理及调节技巧,遇到问题进行分析和处理有一定难度。
本文针对实验教学中常出现的问题进行了分析和探讨,并提出了相应的解决方案。
1 实验原理测定透明介质的折射率的迈克尔逊干涉仪光路系统如图1所示[2]。
其中M 1、M 2是一对精密磨光的平面反射镜,M 1位置是固定的,M 2可沿导轨前后移动,G 1、G 2是厚度和折射率都完全相同的一对平行玻璃板,与M 1、M 2均成45°角。
G 1的一个表面镀有半透半反膜A 。
激光光源S 发出的光通过G 1到达半透半反膜A ,被A 分成相互垂直的两束光(1)和(2)。
透射光(1)经过G 2被M 1反射再次经过G 2后被A 反射到达E 处。
迈克尔逊干涉仪误差分析
迈克尔逊干涉仪误差分析1. 引言迈克尔逊干涉仪是一种常用于测量光程差的仪器，在各种光学实验和精密测量中广泛应用。
然而，由于各种原因，干涉仪的测量结果可能会受到误差的影响。
了解和分析这些误差对于准确测量和理解干涉现象至关重要。
2. 波长误差迈克尔逊干涉仪基于光的干涉现象，而光的波长是干涉仪测量的重要参数之一。
如果波长误差较大，将导致测量结果的不准确性。
波长误差可能来自于光源的波长不精确、干涉物镜的折射率误差等因素。
因此，在使用干涉仪进行测量之前，必须对光源和干涉物镜的波长进行精确校准。
3. 角度误差迈克尔逊干涉仪中的平台、反射镜等部件的角度误差会导致干涉现象的变化。
这些角度误差可能来自于仪器制造过程中的加工精度问题，或者在使用过程中由于机械振动等外部因素导致。
角度误差将引起光束的偏转，进而影响干涉图样的清晰度和位置。
因此，在使用干涉仪进行测量时，必须对仪器的角度进行精密校准和调整。
4. 环境误差迈克尔逊干涉仪对环境条件非常敏感。
例如，温度的变化会导致光路长度的改变，从而影响干涉现象的测量结果。
此外，空气中的振动、湿度等因素也会对干涉仪的测量结果产生影响。
为了减小环境误差的影响，需要在实验室中提供稳定的温度和湿度环境，并使用隔音装置来减小振动干扰。
5. 光学元件误差迈克尔逊干涉仪中使用的光学元件如分光镜、反射镜等都有一定的制造误差。
这些误差会导致光束的不均匀分布和偏移，从而影响干涉图样的形状和位置。
为了降低光学元件误差对测量结果的影响，需要选择质量优良的光学元件，并进行严格的质量控制。
6. 其他误差除了以上几种常见的误差来源外，还有一些其他因素可能对迈克尔逊干涉仪的测量结果产生影响。
例如，光源的强度波动、光电探测器的灵敏度误差等都可能导致测量结果的偏差。
在实际测量过程中，需要注意并排除这些潜在误差源的影响。
7. 误差分析与优化对迈克尔逊干涉仪的误差进行分析和优化是实现准确测量和高精度实验的关键。
通过定量分析不同误差源的影响，可以制定相应的措施来降低误差。
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本科生毕业论文（设计）
开题报告
论文题目：迈克尔逊干涉仪在实验中异常现象
分析和处理
学生姓名：程晓虎
系专业：物理科学与技术学院物理学专业学号： 2011070201003
指导教师：阿尔达克
开题报告时间：年月日
伊犁师范学院教务处制
填表说明和要求
1、开题报告作为毕业论文（设计）答辩小组对学生答辩资格审查的主要依据材料之一。
此报告应在指导老师指导下，学生在毕业论文（设计）工作前期内完成，经指导老师签署意见，同意后生效。
2、学生阅读论文、资料的篇数一般不少于10篇，开题报告中应包括文献综述、选题依据、可行性分析及预期成果。
字数不少于2000字。
3、开题报告内容字号为宋体字小四号，行间距为1.5倍行距。
此表一式一份，随同学生毕业（设计）论文一起有各系存档。
一、文献阅读
二、开题报告
一、文献综述
迈克尔逊干涉仪,是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。
它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。
主要用于长度和折射率的测量。
在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。
利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。
(一）迈克尔逊干涉仪工作原理
干涉条纹是等光程差点的轨迹，因此，要分析某种干涉产生的图样，必求出相干光的光程差位置分布的函数。
若干涉条纹发生移动，一定是场点对应的光程差发生了变化，引起光程差变化的原因，可能是光线长度L发生变化，或是光路中某段介质的折射率n发生了变化，或是薄膜的厚度e发生了变化。
G2是一面镀上半透半反膜，M1、M2为平面反射镜，M1是固定的，M2和G1精密丝相连，使其可以向前后移动，最小读数为10-4mm，可估计到10-5mm, M1和M2后各有几个小螺丝可调节其方位。
当M2和M1’严格平行时，M2会移动,表现为等倾干涉的圆环形条纹不断从中心“吐出”或向中心“吞进”。
两平面镜之间的“空气间隙”距离增大时，中心就会“吐出”一个个条纹；反之则“吞进”。
M2和M1’不严格平行时，则表现为等厚干涉条纹，在M2移动时，条纹不断移过视场中某一标记位置，M2平移距离 d 与条纹移动数 N 的关系满足。
迈克尔逊干涉仪示意。