实验报告：迈克尔孙干涉仪的调节和使用
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告大家好，今天我要给大家分享一下我最近做的一次实验——迈克耳孙干涉仪的调节和使用。
这次实验可真是让我大开眼界，原来科学实验可以如此有趣！好了，废话不多说，让我们开始吧！我要给大家介绍一下迈克耳孙干涉仪是什么。
迈克耳孙干涉仪是一种利用光的干涉现象来测量物体长度的仪器。
它的主要原理是：当两束光波相遇时，如果它们的光程差相等，那么它们就会发生相长干涉；如果它们的光程差相差半个波长，那么它们就会发生相消干涉。
通过测量干涉条纹的形态和位置，我们就可以计算出物体的长度。
接下来，我要给大家讲解一下实验的具体步骤。
我们需要准备两台迈克耳孙干涉仪，一台作为基准仪，另一台作为待测仪。
然后，我们需要将待测仪放置在一个已知长度的标准尺上。
这时，我们就可以开始调节基准仪了。
具体方法是：用一个已知长度的标准尺放在待测仪和基准仪之间，然后调整基准仪的高度和角度，使得两台干涉仪的光程差为半个波长。
这样一来，干涉条纹就会出现在标准尺上。
接下来，我们只需要观察干涉条纹的位置和形态，就可以计算出待测仪的长度了。
在实验过程中，我遇到了一些有趣的问题。
比如说，当我第一次调整基准仪的时候，总是调不好。
后来我才发现，原来是我没有注意观察干涉条纹的变化。
原来，只有在干涉条纹稳定后，我们才能准确地测量出待测仪的长度。
这让我深刻地体会到了“熟能生巧”的道理。
我还发现了一个有趣的现象。
那就是，当我把待测仪移动到不同位置时，干涉条纹的位置和形态都会发生变化。
这让我想到了那句老话：“人生就像一场戏，每天都有新花样。
”在这个世界上，没有什么是一成不变的，我们要学会适应变化，才能不断地进步。
总的来说，这次迈克耳孙干涉仪的实验让我收获颇丰。
我不仅学会了如何调节和使用干涉仪，还体会到了科学实验的乐趣。
我相信，只要我们用心去探索，就一定能够揭开自然界的神秘面纱。
我要感谢我的老师和同学们的支持和帮助，是你们让我在这个实验中取得了成功。
实验报告：迈克尔孙干涉仪的调节和使用
指导教师评语及成绩
【评语】
成绩：指导教师签名：
批阅日期：
迈克尔逊干涉仪、H e－Ne激光器、钠光灯、低压汞灯、干涉滤光片、叉丝、白炽灯。
【实验原理】
迈克尔逊干涉仪的工作原理如图3所示，M1、M2为两垂直放置的平面反射镜，分别固定在两个垂直的臂上。P1、P2平行放置，与M2固定在同一臂上，且与M1和M2的夹角均为45度。M1由精密丝杆控制，可以沿臂轴前后移动。P1的第二面上涂有半透明、半反射膜，能够将入射光分成振幅几乎相等的反射光、透射光，所以P1称为分光板（又称为分光镜）。光经M1反射后由原路返回再次穿过分光板P1后成为光，到达观察点E处；光到达M2后被M2反射后按原路返回，在P1的第二面上形成光，也被返回到观察点处。由于光在到达E处之前穿过P1三次，而光在到达E处之前穿过P1一次，为了补偿、两光的光程差，便在M2所在的臂上再放一个与P1的厚度、折射率严格相同的P2平面玻璃板，满足了、两光在到达E处时无光程差，所以称P2为补偿板。由于、光均来自同一光源S，在到达P1后被分成、两光，所以两光是相干光。
次数
1
2
3
/mm
32.36894
33.95280
34.56958
/mm
32.65014
34.24611
34.86103
【数据处理及结果】
表1
表2
【讨论】
如果用一束平面光波代替点光源所产生的球面光波照射到干涉仪上,在观察屏处将得到怎样的干涉条纹?
对迈克尔逊干涉仪，它的成像主要分为两类：
1、如果两块反射平面严格互相垂直。此时为等倾干涉，成像为圆环，中心的级次高，边缘环的级次低。与牛顿环不同的，牛顿环是中心级次小，边缘环的级次高。
实验报告迈克尔孙干涉仪的调节和使用
实验报告迈克尔孙干涉仪的调节和使用摘要：本实验使用迈克尔孙干涉仪进行调节和使用的实验。
通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数，观察干涉条纹的变化，并利用干涉条纹的变化来测量试样的折射率。
实验结果表明，迈克尔孙干涉仪可以用于精确测量试样的折射率。
1.引言迈克尔孙干涉仪是一种常用的实验仪器，常用于测量试样的折射率。
其原理是利用干涉现象测量光的相位差，从而得到试样的折射率。
本实验的目的是通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数，观察干涉条纹的变化，并利用干涉条纹的变化来测量试样的折射率。
2.实验装置本实验使用的实验装置如下：-迈克尔孙干涉仪-光源-干涉条纹观察装置-试样3.实验步骤3.1调节光源位置首先，调节光源的位置，使得光线尽可能的聚焦。
将光源放置在干涉仪的一端，调节位置直到光线尽可能聚焦在另一端的反射镜上。
3.2调节反射镜位置接下来，调节干涉仪中的两个反射镜的位置，使得光线在两个反射镜上反射后能够相互叠加干涉。
调节两个反射镜的位置，使得光线在回程时能够与出发时的光线叠加干涉。
3.3调节反射镜角度在保持反射镜位置不变的情况下，调节反射镜的角度，使得光线在反射时达到最大干涉效果。
观察干涉条纹的亮度变化，调整反射镜角度直到达到最亮的干涉条纹。
3.4放置试样将试样放置在干涉仪的一端，观察干涉条纹的变化。
根据干涉条纹的变化，可以得到试样的折射率。
4.结果与分析实验结果表明，通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数，可以观察到干涉条纹的变化。
实验中观察到的干涉条纹的亮度变化可以用来测量试样的折射率。
根据干涉条纹的位置变化，可以计算出试样的相对折射率，进而得到试样的绝对折射率。
5.总结本实验通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数，观察干涉条纹的变化，并利用干涉条纹的变化来测量试样的折射率。
实验结果表明，迈克尔孙干涉仪可以用于精确测量试样的折射率。
这对于光学相关领域的研究具有重要的意义。
迈克尔逊干涉仪的调整与使用（实验报告）
迈克尔逊干涉仪的调整与使用姓名：赵云专业：班级：学号：实验日期：2007-9-1下午实验教室：5204 指导教师：【实验名称】迈克尔逊干涉仪的调整与使用【实验目的】1.了解迈克尔逊干涉仪的干涉原理和迈克尔逊干涉仪的结构，学习其调节方法；2．调节非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉条纹，了解非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉的形成条件及条纹特点；3．利用白光干涉条纹测定薄膜厚度。
【实验仪器】迈克尔逊干涉仪（20040151），He-Ne激光器（20001162），扩束物镜【实验原理】1.迈克尔逊干涉仪图1是迈克尔逊干涉仪的光路示意图G 1和G2是两块平行放置的平行平面玻璃板，它们的折射率和厚度都完全相同。
G1的背面镀有半反射膜，称作分光板。
G2称作补偿板。
M1和M2是两块平面反射镜，它们装在与G1成45º角的彼此互相垂直的两臂上。
M2固定不动，M1可沿臂轴方向前后平移。
由扩展光源S发出的光束，经分光板分成两部分，它们分别近于垂直地入射在平面反射镜M1和M2上。
经M1反射的光回到分光板后一部分透过分光板沿E的方向传播，而经M2反射的光回到分光板后则是一部分被反射在E方向。
由于两者是相干的，在E处可观察到相干条纹。
光束自M1和M2上的反射相当于自距离为d的M1和M2ˊ上的反射，其中M2ˊ是平面镜M2为分光板所成的虚像。
因此，迈克尔逊干涉仪所产生的干涉与厚度为d、没有多次反射的空气平行平面板所产生的干涉完全一样。
经M1反射的光三次穿过分光板，而经M2反射的光只通过分光板一次，补偿板就是为消除这种不对称性而设置的。
双光束在观察平面处的光程差由下式给定：Δ＝2dcosi式中：d是M1和M2ˊ之间的距离，i是光源S在M1上的入射角。
迈克尔逊干涉仪所产生的干涉条纹的特性与光源、照明方式以及M1和M2之间的相对位置有关。
2．等倾干涉如下图所示，当M2与M1严格垂直，即M2ˊ与M1严格平行时，所得干涉为等倾干涉。
干涉条纹为位于无限远或透镜焦平面上明暗的同心圆环。
大学物理实验实验12迈克尔逊干涉仪的调整与使用
3.调整方法
1、确定M1镜的位置。 2、均匀转松M1、 M2后的三个螺丝。 3、旋松M2的两个拉簧螺丝。 4、移动光源，使光源上的十字叉丝在视场的中心位置
7、调整零点。 8、转到手轮可以改变干涉条纹的间距和清晰度。
5.测单色光的波长
使M1沿光轴移动△d，将使 圆心处相干光束的光程差改 变，则将观察到条纹涌出(或 陷入),由此可用来测定光波 波长。若测知有N个环纹由中 心涌出（或陷入），则表明 M1改变的距离△d为 △d=N· λ/2 则波长λ为： λ=2△d/N
注意事项：
（ 1 ）实验过程中，不允许触摸仪器中所 有的光学面。
（2）平面反光镜M 1、M 2背后的三个螺 钉 以及 两个微动拉簧 螺丝要 十分爱护 ， 只能轻微旋动，切勿用力旋转螺钉，
以免拧滑丝扣或把反射镜压坏。
注意事项：
(3)不要直视激光，以免损伤眼睛！
(4)镜后螺丝及拉簧一定要轻拧，且不可拧的过紧！ (5）不要调节活动反射镜后
不可直视！
思考题
实验仪器
1、迈克尔逊干涉仪； 2、氦-氖多光速激光器； 3、白炽灯
实 验 仪器介绍：
分光板
M1活动反光镜
补偿板
读数窗口
M2固定反 光镜
手轮 鼓轮
水平拉簧 垂直拉簧
标尺
主尺读数
实验原理
实验原理
点光源产生的非定域干涉条纹的形成
从光学角度看，E处的干涉图样和
M 1M 2
2d cos
实验内容
1.仪器调节
目测使激光头水平且大致和M2等高，细调激光头
位置使扩展光束均匀照满反射镜。
调节固定反射镜后的方位螺丝，使透过滤光片看到 的两排对应光点一一重合 装上观察屏，观察条纹的涌出和淹没。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
迈克尔逊干涉仪的调节和使用迈克尔逊干涉仪是光学实验中一种重要的仪器，它的原理是基于干涉现象来测量长度、速度、折射率等物理量。
因此，正确地调节和使用迈克尔逊干涉仪对于实验结果的准确性和可靠性至关重要。
一、调节步骤1、粗调：首先调整干涉仪的粗调旋钮，使干涉条纹大致对称。
2、细调：然后调整干涉仪的细调旋钮，使干涉条纹更加清晰、对称。
具体步骤如下：（1）将光源对准干涉仪的入射缝，调整干涉仪的三个脚螺旋，使干涉条纹出现在视野中。
（2）调节干涉仪的粗调旋钮，使干涉条纹大致对称。
（3）调节干涉仪的细调旋钮，使干涉条纹更加清晰、对称。
可以通过观察干涉条纹的移动方向和距离来判断调节是否正确。
（4）重复以上步骤，直到干涉条纹完全对称、清晰。
二、使用注意事项1、保持干涉仪的清洁，避免灰尘和污垢进入干涉仪内部。
2、在调节过程中，要轻拿轻放，避免损坏干涉仪的精密部件。
3、在使用过程中，要避免过度调节粗调旋钮和细调旋钮，以免损坏干涉仪的调节机构。
4、在记录实验数据时，要保证记录的准确性和完整性。
5、在实验结束后，要将干涉仪恢复到初始状态，以便下一次使用。
正确地调节和使用迈克尔逊干涉仪需要耐心和细心。
只有掌握了正确的调节方法，才能更好地发挥其作用，提高实验的准确性和可靠性。
迈克尔逊干涉仪法测定玻璃折射率迈克尔逊干涉仪是一种精密的光学仪器，其原理基于干涉现象，能够用于测量微小的长度变化和折射率。
本文将介绍如何使用迈克尔逊干涉仪法测定玻璃的折射率。
一、实验原理折射率是光学材料的一个重要参数，它反映了光在材料中传播速度的改变。
迈克尔逊干涉仪法利用干涉现象来测量折射率。
当光线通过不同介质时，其速度和波长都会发生变化，这就导致了光程差的产生。
通过测量光程差，我们可以计算出介质的折射率。
二、实验步骤1、准备实验器材：迈克尔逊干涉仪、单色光源（如激光）、测量尺、待测玻璃片。
2、将单色光源通过分束器分为两束相干光束，一束直接照射到参考镜，另一束经过待测玻璃片后照射到测量镜。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告一、仪器调节1.调整镜面平行度：首先放置迈克尔逊干涉仪的光源，然后用手将光源移动，调整反射平面镜的角度，使光线在迈克尔逊干涉仪的整个光路中都能自由传播。
2.调整分束镜：使用一张透明的玻璃片将光线分束，再观察平行光束通过分束镜后是否能刚好落在平面镜的表面上，如果不能，则需要调整分束镜的位置，直到两束光线都能够平行而且刚好敲在平面镜上。
3.调整反射镜：迈克尔逊干涉仪中的反射镜有一个活动镜面，需要调整其位置，使两束光线在平面镜上反射时能够准确地再次合成一束光线，从而形成干涉现象。
4.调整干涉条纹：最后，可以在观察屏幕上是否能够清晰地看到干涉条纹，在实验过程中可以适当调整光源的位置或者调整反射镜的倾斜角度，以获得更好的干涉效果。
二、实验使用1.实验准备：首先设置好迈克尔逊干涉仪，并确保调节好仪器，使光线能够正常穿过仪器。
2.实验操作：将待测光源置于迈克尔逊干涉仪的一个光路中，调整干涉仪中的反射镜位置，使干涉条纹清晰。
然后，改变待测光源的位置，测量干涉条纹的移动量，利用已知的反射器间距和探测器移动的距离，可以计算得到光的速度。
3.数据处理：使用测得的数据和已知的仪器参数，进行计算和分析。
根据测得的干涉条纹移动量和已知的反射器间距，利用干涉仪的原理和公式，计算得到光的速度。
5.讨论和结论：根据实验结果，对实验中的不确定因素进行讨论，并得出结论。
如果实验结果与理论值一致，说明测量方法正确并且仪器使用正常；如果存在差异，可以分析差异的原因，并进一步完善实验方法或改善仪器使用的条件。
总之，迈克尔逊干涉仪是一种常见的用于测量干涉现象的仪器，通过调节和使用可以进行光速测量、薄膜厚度测量等实验。
在进行实验操作时，需要注意仪器的准确调节和数据的准确处理，以确保实验结果的可靠性。
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告
实验十四迈克耳孙干涉仪的调节和使用迈克耳孙干涉仪在近代物理学的发展中起过重要作用。
19 世纪末，迈克耳孙（A.A.Michelson ）与其合作者曾用此仪器进行了“以太漂移”实验、标定米尺及推断光谱精细结构等三项著名的实验。
第一项实验解决了当时关于“以太”的争论，并为爱因斯坦创立相对论提供了实验依据；第二项工作实现了长度单位的标准化。
迈克耳孙发现镉红线（波长λ=643.84696nm）是一种理想的单色光源。
可用它的波长作为米尺标准化的基准。
他定义 1m=1553164.13 镉红线波长，精度达到10-9,这项工作对近代计量技术的发展作出了重要贡献；迈克耳孙研究了干涉条纹视见度随光程差变化的规律，并以此推断光谱线的精细结构。
今天，迈克耳孙干涉仪已被更完善的现代干涉仪取代，但迈克耳孙干涉仪的基本结构仍然是许多现代干涉仪的基础。
【实验目的与要求】1.学习迈克耳孙干涉仪的原理和调节方法。
2.观察等倾干涉和等厚干涉图样。
3.用迈克耳孙干涉仪测定He－ Ne 激光束的波长和钠光双线波长差。
【实验仪器】迈克耳孙干涉仪，He－ Ne 激光束，钠光灯，扩束镜，毛玻璃迈克耳孙干涉仪是应用光的干涉原理，测量长度或长度变化的精密的光学仪器，其光路图如图 7-1 所示。
、S-激光束； L- 扩束镜； G1 -分光板； G2 -补偿板； M 1M 2 -反射镜； E-观察屏。
图 7-1 迈克耳孙干涉仪光路图从氦氖激光器发出的单色光s，经扩束镜L 将光束扩束成一个理想的发散光束，该光束射到与光束成45?倾斜的分光板G1上，G1的后表面镀有铝或银的半反射膜，光束被半反射膜分成强度大致相同的反射光(1) 和(2) 。
这两束光沿着不同的方向射到两个平面镜M1和M 2上，经两平面镜反射至G1后汇合在一起。
仔细调节M1和 M2，就可以在 E 处观察到干涉条纹。
G2为补偿板，其材料和厚度与 G1相同，用以补偿光束 (2) 的光程，使光束 (2) 与光束 (1) 在玻璃中走过的光程大致相等。
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如果激光束对分光板P1在水平方向的入射角为45度，那么正好以45度的反射角向动镜M1垂直入射，原路返回，这个像斑重新进入激光器的发射孔。调整时，先用一张纸片将定镜M2遮住，以免M2反射回来的像干扰视线，然后调整激光器或干涉仪的位置，使激光器发出的光束经P1折射和M1反射后，原路返回到激光出射口，这已表明激光束对分光板P1的水平方向入射角为45度。
次数
1
2
3
/mm
32.36894
33.95280
34.56958
/mm
32.65014
34.24611
34.86103
【数据处理及结果】
表1
表2
【讨论】
如果用一束平面光波代替点光源所产生的球面光波照射到干涉仪上,在观察屏处将得到怎样的干涉条纹?
对迈克尔逊干涉仪，它的成像主要分为两类：
1、如果两块反射平面严格互相垂直。此时为等倾干涉，成像为圆环，中心的级次高，边缘环的级次低。与牛顿环不同的，牛顿环是中心级次小，边缘环的级次高。
（４）拿掉M1上的纸片后，要看到两个臂上的反射光斑都应进入激光器的发射孔，且在毛玻璃屏上的两组光斑完全重合，若无此现象，应按上述步骤反复调整。
（５）用扩束镜使激光束产生面光源，按上述步骤反复调节，直到毛玻璃屏上出现清晰的等倾干涉条纹。
实验内容
【实验步骤与内容】（应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等）
1、仪器调节。
调节激光束的高度和方向；
调节M1、M2的位置为近似等光程（35mm处）；
读数系统的零点调整；
调节激光器使激光束垂直于M1、M2。
2、观察点光源产生的非定域干涉条纹。
3、测量He-Ne激光的波长。
测量激光的波长：
（1）迈克尔逊干涉仪的手轮操作和读数练习
★按原理１中的图3组装、调节仪器。
★连续同一方向转动微调手轮，仔细观察屏上的干涉条纹“涌出”或“陷入”现象，先练习读毫米标尺、读数窗口和微调手轮上的读数。掌握干涉条纹“涌出”或“陷入个数、速度与调节微调手轮的关系。
综上所述，光线是在分光板P1的第二面反射得到的，这样使M2在M1的附近（上部或下部）形成一个平行于M1的虚像M2＇，因而，在迈克尔逊干涉仪中，自M1、M2的反射相当于自M1、M2＇的反射。也就是，在迈克尔逊干涉仪中产生的干涉相当于厚度为的空气薄膜所产生的干涉，可以等效为距离为2d的两个虚光源S1和S2＇发出的相干光束。即M1和M2＇反射的两束光程差为
实验十四迈克尔孙干涉仪的调节和使用
实验时间：2011.04.21实验人：陈燕纯
实验概述
【实验目的及要求】
1．了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉花样的形成原理。
2．学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法。
３．观察等倾干涉条纹，测量He－Ne激光的波长。
４．观察等厚干涉条纹，测量钠光的双线波长差。
【仪器及用具】
【数据表格】（画出数据表格，写明物理量和单位）
次数
1
2
3
4
5
6
7
圆环数N
0
50
60
70
80
90
100
读数
32.1550
32.17218
32.17739
32.18146
32.18524
32.18839
32.19148
0
0.01718
0.02239
0.02646
0.03024
0.03339
0.03648
（2）经上述调节后，读出动镜M1所在的相对位置，此为“0”位置，然后沿同一方向转动微调手轮，仔细观察屏上的干涉条纹“涌出”或“陷入”的个数。每隔100个条纹，记录一次动镜M1的位置。共记500条条纹，读6个位置的读数，填入自拟的表格中。
（3）由导出式（5）计算出激光的波长。取其平均值与公认值（632.8纳米）比较，并计算其相对误差。
(5)
从迈克尔逊干涉仪装置中可以看出，发出的凡与M2的入射角均为的圆锥面上所有光线，经M1与M2＇的反射和透镜的会聚于的焦平面上以光轴为对称同一点处；从光源S2上发出的与S1中a平行的光束b，只要i角相同，它就与、的光程差相等，经透镜L会聚在半径为的同一个圆上，如图所示。
迈克尔逊干涉仪的调整：
（１）按图3所示安装H e－Ne激光器和迈克尔逊干涉仪。打开H e－Ne激光器的电源开关，光强度旋扭调至中间，使激光束水平地射向干涉仪的分光板P1。
2、如果两块反射平面互相垂直度略差，成像为等厚干涉像，有点象劈尖成像。
指导教师评语及成绩
【评语】
成绩：指导教师签名：
批阅日期：
迈克尔逊干涉仪、H e－Ne激光器、钠光灯、低压汞灯、干涉滤光片、叉丝、白炽灯。
【实验原理】
迈克尔逊干涉仪的工作原理如图3所示，M1、M2为两垂直放置的平面反射镜，分别固定在两个垂直的臂上。P1、P2平行放置，与M2固定在同一臂上，且与M1和M2的夹角均为45度。M1由精密丝杆控制，可以沿臂轴前后移动。P1的第二面上涂有半透明、半反射膜，能够将入射光分成振幅几乎相等的反射光、透射光，所以P1称为分光板（又称为分光镜）。光经M1反射后由原路返回再次穿过分光板P1后成为光，到二面上形成光，也被返回到观察点处。由于光在到达E处之前穿过P1三次，而光在到达E处之前穿过P1一次，为了补偿、两光的光程差，便在M2所在的臂上再放一个与P1的厚度、折射率严格相同的P2平面玻璃板，满足了、两光在到达E处时无光程差，所以称P2为补偿板。由于、光均来自同一光源S，在到达P1后被分成、两光，所以两光是相干光。
（３）调整定臂光路
将纸片从M2上拿下，遮住M1的镜面。发现从定镜M2反射到激光发射孔附近的光斑有四个，其中光强最强的那个光斑就是要调整的光斑。
为了将此光斑调进发射孔内，应先调节M2背面的3个螺钉，改变M2的反射角度。微小改变M2的反射角度再调节水平拉簧螺钉15和垂直拉簧螺钉16，使M2转过一微小的角度。特别注意，在未调M2之前，这两个细调螺钉必须旋放在中间位置。
（1）
两束相干光明暗条件为
式（2）中为反射光在平面反射镜M1上的反射角，为激光的波长，为空气薄膜的折射率，为薄膜厚度。
凡相同的光线光程差相等，并且得到的干涉条纹随M1和M2‘的距离而改变。当时光程差最大，在点处对应的干涉级数最高。由（2）式得
(3)
(4)
由（4）可得，当改变一个1/2时，就有一个条纹“涌出”或“陷入”，所以在实验时只要数出“涌出”或“陷入”的条纹个数，读出的改变量就可以计算出光波波长的值