迈克耳孙干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告一、实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理。
2、观察等倾干涉和等厚干涉条纹，加深对干涉现象的理解。
3、学会使用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长。
二、实验原理迈克尔逊干涉仪是一种分振幅双光束干涉仪，其光路图如下图所示：此处可插入迈克尔逊干涉仪光路图光源 S 发出的光经过分光板 G1 分成两束光，一束光反射后到达反射镜 M1，另一束光透射后到达反射镜 M2。
两束光分别被 M1 和 M2反射后，再次回到分光板 G1，并在观察屏 E 处相遇发生干涉。
当 M1 和 M2 严格垂直时，观察到的是等倾干涉条纹。
此时，两束光的光程差为：＄＼Delta ＝ 2d\cos\theta$其中，d 为 M1 和 M2 之间的距离，θ 为入射光与 M1 或 M2 法线的夹角。
当光程差满足：＄＼Delta ＝ k\lambda$ （k 为整数）时，出现亮条纹；当光程差满足：＄＼Delta ＝（k ＋＼frac{1}｛2}）＼lambda$时，出现暗条纹。
当 M1 和 M2 不严格垂直时，观察到的是等厚干涉条纹。
此时，两束光的光程差主要取决于 M1 和 M2 之间的距离变化。
三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、HeNe 激光器、扩束镜、毛玻璃屏等。
四、实验步骤1、仪器调节调节迈克尔逊干涉仪的底座水平，使干涉仪处于水平状态。
调节 M1 和 M2 背后的三个微调螺丝，使 M1 和 M2 大致垂直。
打开 HeNe 激光器，使激光束经过扩束镜后均匀地照射在分光板G1 上，并在毛玻璃屏上看到清晰的光斑。
调节 M1 或 M2 的位置，使屏上出现圆形的等倾干涉条纹。
2、观察等倾干涉条纹仔细调节 M1 或 M2 的位置，使干涉条纹清晰、对比度高。
观察条纹的形状、疏密和级次分布，记录条纹的变化情况。
3、测量光波波长沿某一方向缓慢移动 M1，观察条纹的“冒出”或“缩进”现象，并记录条纹变化的条数 N 和 M1 移动的距离Δd。
迈克耳孙干涉实验报告
一、实验目的1. 了解迈克耳孙干涉仪的结构及工作原理。
2. 掌握迈克耳孙干涉仪的调试方法。
3. 观察非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉等现象。
4. 研究光源的时间相干性和空间相干性。
二、实验仪器与材料1. 迈克耳孙干涉仪2. He-Ne激光器3. 扩束镜4. 薄玻璃片5. 毛玻璃屏6. 光阑7. 粗调手轮8. 细调手轮9. 竖直调节螺钉三、实验原理迈克耳孙干涉仪是一种利用分振幅法获得双光束干涉的精密仪器。
其工作原理如下：1. He-Ne激光器发出的光经过扩束镜后，成为一束平行光。
2. 平行光束通过分束板（半透半反膜），分成两束光。
3. 其中一束光经过M1反射镜反射后，与另一束光在补偿板（与分束板成45度角）处发生干涉。
4. 干涉后的光在毛玻璃屏上形成干涉条纹。
四、实验步骤1. 将迈克耳孙干涉仪置于实验台上，调整水平与垂直，确保仪器稳定。
2. 将He-Ne激光器与扩束镜连接，调整光路，使激光束基本垂直于分束板。
3. 在光源前放置光阑，调节粗调手轮，使激光束通过光阑后，在毛玻璃屏上形成两排光点一一重合。
4. 去掉光阑，换上短焦距透镜，使光源成为发散光束。
调节补偿板，使两束光在毛玻璃屏上形成干涉条纹。
5. 轻轻调节细调手轮，观察干涉条纹的变化，分析非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉等现象。
6. 利用干涉条纹，测量光束的波长和空气的折射率。
五、实验结果与分析1. 非定域干涉：当M1与M2垂直时，在毛玻璃屏上观察到两排光点一一重合，形成非定域干涉条纹。
2. 等倾干涉：当M1与M2不垂直时，在毛玻璃屏上观察到干涉条纹向中心聚集，形成等倾干涉条纹。
3. 等厚干涉：在补偿板处放置薄玻璃片，观察干涉条纹的变化，分析等厚干涉现象。
4. 光源的时间相干性和空间相干性：通过观察干涉条纹的变化，分析光源的时间相干性和空间相干性。
六、实验结论1. 成功掌握了迈克耳孙干涉仪的调试方法。
2. 观察到了非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉等现象。
迈克耳孙干涉仪实验报告
迈克耳孙干涉仪实验报告一、实验目的本实验的目的是研究大电流的特性，熟悉并使用米克尔孙干涉仪完成电流度量的实验，并采集测量数据，以证实熟悉的物理原理。
二、实验原理米克尔孙干涉仪是一种用于测量大电流的传感器，它采用了米克尔孙定律理论，简单地讲，当电流通过米克尔孙仪时，电流就会形成米克尔孙磁场，经过一定距离后，这个磁场耦合到被测量的磁棒上，由磁棒变化量来表征电流的大小，从而进行度量。
三、实验仪器和材料1. 测试用米克尔孙棒：由磁棒组成的2类装置，用作测量大电流的特性，其特性由米克尔孙定律决定。
2. 示波器：一种用于研究电流的仪器，可以显示持续变化的电流和电压的变化情况以及一些不可见的参数。
3. 多功能电源：一种可以提供稳定电压和电流的电源，用于测试米克尔孙棒，可以模拟各种实际电路中的调制过程。
四、实验步骤1. 熟悉米克尔孙棒结构，了解它的工作原理和测量原理。
2. 将米克尔孙仪连接多功能电源、示波器和计算机。
3. 根据计划，调整多功能电源，使其依次输出不同电压和电流，对米克尔孙仪进行测试。
4. 测量和记录米克尔孙仪的输出参数，包括电压、电流和振幅等。
5. 根据实验结果，计算最大变化量等参数。
6. 将实验数据进行处理和分析。
五、实验结果1. 实验中，采用多功能电源逐步改变电流和电压，获得了不同参数的测量结果，其结果如下所示：2. 通过实验，得出了米克尔孙仪的变化量与电压的关系：随着电压的增加，变化量呈线性增加趋势，与电压的增加趋势一致。
3. 通过实验处理，得出拟合的变化量的方程为Y=AX+B，其中，A,B分别为 0.3, 0.2.六、总结通过本次实验，我们可以准确地测量出米克尔孙仪的变化量，并用于证明其物理原理，同时也掌握了多功能电源、示波器等仪器的使用方法，受益匪浅。
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迈克尔逊干涉仪实验报告英文回答：Michelson Interferometer Experiment Report。
Introduction。
The Michelson interferometer is an optical instrument that uses interference to measure the wavelength of light and the speed of light. It was invented by Albert A. Michelson in 1881. The interferometer consists of a light source, two mirrors, and a beam splitter. The light source is split into two beams by the beam splitter. One beam is reflected by one mirror and the other beam is reflected by the other mirror. The two beams are then recombined by the beam splitter and the interference pattern is observed.Methods。
This experiment determined the speed of light using aMichelson interferometer. The following apparatus was used: 1A Michelson interferometer。
2A helium-neon laser。
3A power supply。
4A photodetector。
5A digital oscilloscope。
【实验报告】迈克耳孙干涉仪
实验十一迈克耳孙干涉仪的调整与使用【实验目的】1．了解迈克耳孙干涉仪的原理、结构和调整方法。
2．观察等倾和等厚干涉条纹，了解其形成条件、条纹分布特点及条纹的变化。
3．测量He-Ne激光的波长。
【实验原理】1．迈克耳孙干涉仪的光路如图5.4-1所示，图中M1和M2是二个精密磨光的平面镜，置于相互垂直的两臂上。
在两臂轴相交处，是一个与两臂成45°角且两面严格平行的平面玻璃板G1，其背面镀有一层半透半反膜，称为分束板。
G2与G1平行放置，其厚度和折射率与G1完全相同，但表面没有镀图5.4-1迈克耳孙干涉仪的简单光路层，G2称为补偿板。
从图中看出，光源S发出的光在G1后表面被分为光强近乎相等的反射光束（1）和透射光束（2），两束光经反射后，共同向E处传播并发生干涉。
反射镜M2是固定的，M1可沿臂轴方向移动，M2被G1反射所成的镜像M2′位于M1附近，光束（2）也可以看作是从M2的虚像M2′反射来的，用M2′代替M2讨论问题，两束光光程不受影响。
这样，可直观地看出两束光在到达观察屏E处时的光程差与M1和M2′间的“空气薄膜”的厚度d有关，即M1所处位置是影响光程差的因素之一，这种干涉相当于“薄膜”干涉。
光束（1）到达E处时，共通过了G1三次，而光束（2）只在未分出前与光束（1）同时通过G1一次，另外两次则由穿过G2两次来得到补偿。
这样，两束光在玻璃中的光程相等，因此计算两束光的光程差时，只需考虑它们在空气中的几何路程的差别。
此外，用白光照明时，若只有G1，则因为玻璃的色散，不同波长的光因折射率不同而产生的光程差无法用空气中行程弥补，而G2板的加入就能补偿各色光的光程差以获得白光的零级干涉条纹。
白光的干涉条纹在迈克耳孙干涉仪中极为有用，能够用于准确地确定零光程差的位置，进行长度的精确测量。
在迈克耳孙干涉仪中，两束相干光分得较开，这便于在任一支光路里放进被研究的对象，通过白光零级条纹位置的改变来研究所放入物质的某些物理特性，如气体或其它透明物质的折射率、透明薄板的厚度等。
迈克尔孙实验报告
迈克尔孙实验报告篇一：迈克尔孙干涉仪实验实验报告实验题目：迈克尔逊干涉仪实验成绩：一、实验目的1、学习迈克尔逊干涉仪的使用；2、测量He-Ne激光器发出光波的波长。
二、实验仪器用具计算机及其仿真软件三、实验原理（一）光的干涉对于薄膜干涉，当光程差满足正式时，将分别出现明暗相间的条纹，即明条纹暗条纹（1）在迈克尔逊干涉仪中M1与M2的像之间可以视为薄膜，由（1）式可知，相邻两条明条纹或暗条纹之间的光程差为，对应薄膜之间的厚度差为e??/2。
因此当视野中移过n条干涉条纹时，则M1移动的距离为h?ne?n?2(2)实验时只需测出当视野中移过n条干涉条纹时，M1移动的距离，即可以利用(2)来测量光波的波长。
四、实验内容一、启动软件：二、仪器调节三、实验内容及步骤测量He-Ne激光器发出的光波波长1、在窗口中右键，选择“测量He-Ne激光波长”；2、在迈克尔孙干涉仪侧面右键，选择“导轨侧面毫米刻度尺读数”、左键单击“刻度盘读数窗口”和“微动手轮”，弹出对应窗口；3、右击微动手轮（左击或右击均可，右击是让干涉条纹从中心冒出，便于观察），选择干涉条纹的一个参考位置，记下三者之和的初始读数为x1?；4、继续右击微动手轮，让干涉条纹从中心冒出，当连续冒出n?100个干涉条纹时，刻度尺三者之和的读数为x2? ；5、M1移动的距离为h?x2?x1? ；6、利用（2）计算He-Ne激光器发出的光波波长??2h? n相对误差为 E?，其中He-Ne激光的波长为6.328?10m。
?7篇二：迈克尔逊干涉仪的使用实验报告学生物理实验报告实验名称迈克尔逊干涉仪的使用学院专业班级报告人学号同组人学号同组人学号同组人学号理论课任课教师实验课指导教师实验日期报告日期实验成绩批改日期篇三：迈克尔孙干涉仪实验报告迈克耳孙干涉仪实验报告实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构及工作原理，掌握其调试方法2、学会观察非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉及光源的时间相干性，空间相干性等重要问题。
迈克耳孙干涉仪实验报告
实验名称：迈克耳孙干涉仪实验日期：2010.12.7实验人：缪盈盈实验目的：1．了解迈克耳孙干涉仪的原理、结构及调节方法.2．研究定域干涉、非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉及光源的时间相干性、空间相干性.3．利用迈克耳孙干涉仪测量氦氖激光的波长.实验原理：迈克耳孙干涉仪主要由两个相互垂直的全反射镜M1、M2和一个45°放置的半反射镜M组成．不同的光源会形成不同的干涉情况．1．当光源为单色点光源时，它发出的光被M分为光强大致相同的两束光(1)和(2)，如图6-22所示．其中光束(1)相当于从虚像S’发出．再经M1反射，成像于S’1；光束(2)相当于从虚像S’发出，再经M’2反射成像于S’2(M’2是M2关于M所成的像).因此，单色点光源经过迈克耳孙干涉仪中两反射镜的反射光，可看作是从S’1和S’2发出的两束相干光．在观察屏上，S’1与S’2的连线所通过点P0的程差为2d，而在观察屏上其他点P的程差约为2dcosi (其中d是M1与M’2的距离，i是光线对M1或M’2的入射角)．因而干涉条纹是以P0为圆心的一组同心圆，中心级次高，周围级次低．若M1与M2的夹角偏离90°，则干涉条纹的圆心可偏出观察屏以外，在屏上看到弧状条纹；若偏离更大而d又很小，S’1与S’2的连线几乎与观察屏平行，则相当于杨氏双孔干涉，条纹近似为直线．无论干涉条纹形状如何，只要观察屏在S’1与S’2发出的两束光的交叠区，都可看到干涉条纹，所以这种干涉称为“非2．如果改用单色面光源照明，情况就不同了，如图6－23所示．由于面光源上不同点所发的光是不相干的，若把面光源看成许多点光源的集合，则这些点光源所分别形成的干涉条纹位置不同，它们相互叠加而最终变成模糊一片，因而在一般情况下将看不到干涉条纹．只有以下两种情况是例外：①M1与M2严格垂直，即M1与M’2严格平行，而把观察屏放在透镜的焦平面上，如图6—23(a)所示．此时，从面光源上任一点Ｓ发出的光经M1和M2反射后形成的两束相干光是平行的，它们在观察屏上相遇的光程差均为2dcosi，因而可看到清晰而明亮的圆形干涉条纹．由于d是恒定的，干涉条纹是倾角i为常数的轨迹，故称为“等倾干涉条纹”.②M1与M2并不严格垂直，即M1与M’2有一个小夹角α．可以证明，此时从面光源上任一点S发出的光经M1和M2反射后形成的两束相干光相交于M1或M2的附近．因此，若把观察屏放在M1或M2对于透镜所成的像平面附近，如图6—23(b)所示，就可以看到面光源干涉所形成的条纹.如果夹角α较大而i角变化不大，则条纹基本上是厚度d为常数的轨迹，因而称为“等厚干涉条纹”．显然，这两种情况部只在透镜的焦平面或像平面上才能看到清晰的条纹，因而是“定域干涉”.3．如果用非单色的白光为光源，情况更不相同．无论是点光源或面光源，要看到干涉条纹，必须满足光程差小于光源的相干长度的要求，即2dcosi＜ΔL．对于具有连续光谱的白光，ΔL极小，因而仅d≈0时，才能看到彩色的干涉条纹．这虽然为观察白光条纹带来了困难，却为正确判断d=0的位置提供了一种很好的实验手段．一、观察与分析He-Ne激光器的非定域干涉现象：1．调节He-Ne激光器和迈克耳孙干涉仪的相对位置，使光束分别大致照在M1和M2的中央；调节激光器下的螺丝或干涉仪的底座螺丝(但不要调节M1背面的螺丝)，使从M1反射的光点返回激光出射处，此时M l与它的入射光大致垂直.从M1反射的光点有三点，应使其中最亮的一点返回激光出射处.2．调节M2后的三个螺丝，使M2反射的光点也返回激光出射处．(也有三点，应使其中最亮的一点返回．)此时M2也与它的入射光大致垂直，并与M1大致垂直．在观察屏处观察，两个最亮的光斑应相互重合．为了看清是否重合，可把观察屏移远些，其至取下观察屏让光束照在墙壁上.3．在激光器前放一个短焦距透镜，使光束扩大而能大致照亮整个反射镜．于是在观察屏上应可看到干涉条纹，记下干涉条纹的形状及条纹宽度等大致情况.4．前后改变观察屏的位置，观察条纹是否都清晰?由此推断该条纹是否定域．5．继续调节M2的方向并前后改变M l的位置，使干涉条纹成为圆形．观察并记录圆条纹是如何随M l的位置而变化的？分析其变化的原因，并由此推论是M l在前还是M’2在前(以离观察者近为前、远为后)？在条纹长出的方向移动M l约4—5mm，(注意勿使M1的位置超过它的可移动范围)观察并记录条纹宽度有何变化?试解释这种变化.6．在视场中有若干个圆条纹的情况下，微调M1，使条纹陷入或长出20-50条，记下M1移动的距离Δd，由2Δd=mλ估算出激光的波长．(注意：微调轮有相当大的螺距误差，要注意消除.)7．向圆条纹陷入的方向调节M l，(粗调)直至圆条纹逐渐变为直条纹，并开始向反方向弯曲记下条纹既宽又直时M1的位置M l0的大致范围．此时应对应于S’1与S’2连线与观察屏大致平行，或d≈0.二、观察与分析汞灯的定域干涉现象：1．让M l位于M10附近，以低压汞灯加毛玻璃作为光源(即在低压汞灯前放上述实验中的观察屏，以代替激光器和透镜，并使它们靠近干涉仪)．2．在原放观察屏的位置用肉眼直接观察，应可看到干涉条纹.把干涉条纹调宽，可看到有黄、绿、蓝、紫等各种颜色.3．让M1与M10的距离增加到3-5mm，请患有近视眼的同学取下眼镜，再仔细观察圆条纹是否仍清晰？改变M2的方向使条纹变为直条纹，看看直条纹是否清晰?(改变M l的位置，让直条纹的宽度与圆条纹的宽度大致相同时比较其清晰程度．)为什么?能否由此推测条纹是否定域?定域在何处？(眼睛正常的同学，可戴上一付远视眼镜或用一个凸透镜．使自己只能看清近处而不能看清远处，来做此实验．)实验记录：一、观察与分析He-Ne激光器的非定域干涉现象：1．观测到条纹如图：条纹从右下到左上间隔有大变小，右下角两条条纹间隔△X≈2.5mm2．移动观察屏位置：向前移动观察屏（远离M1）条纹仍清晰间隔变大条纹变粗形状不变向后移动观察屏（靠近M1）条纹仍清晰间隔变小条纹变细形状不变3．调节M2移动M1使条纹为圆形条纹从中心到边缘间隔逐渐变小，条纹逐渐变细，中心为一亮斑。
迈克耳孙干涉仪实验报告
迈克耳孙干涉仪实验报告
实验报告：
迈克耳孙干涉仪实验报告
一、实验目的
本实验旨在探究迈克耳孙干涉仪的工作原理，通过测量光程差的改变对光干涉的现象进行观测，验证光的波动性。
二、实验原理
迈克耳孙干涉仪是一种利用光的干涉现象测量长度、精密测量折射率和表面形貌的仪器。
该仪器由光源、光路、反射镜、分束器等部分组成。
实验中将激光通过分束器分为两路，经过反射后合并。
若光程差为波长λ的整数倍，则两束光相长干涉，能够产生干涉条纹；若光程差为波长λ的奇数倍，则两束光相消干涉，无光强信号输出。
通过调整移动反射镜的距离，可以改变两束光之间的光程差，
从而改变干涉条纹的位置和间距。
三、实验步骤
1.将迈克耳孙干涉仪放在水平台上，调整仪器平衡，保证反射
镜和分束器都放在同一水平线上。
2.利用反射镜将激光分为两路，并调整两路光的光程差至相等。
3.调整反射镜位置，使两路光在同一点空间叠加，观察干涉条
纹的出现。
4.移动反射镜，改变光程差，观察干涉条纹的变化。
5.记录不同光程差下的干涉条纹位置，计算出相应的波长，并
根据波长变化计算出光的折射率。
四、实验结果
在实验中，我们测量了不同光程差下的干涉条纹位置，并计算出了光的波长和折射率。
实验结果表明，光的波动性和干涉现象得到了很好的验证。
五、实验结论
本实验利用迈克耳孙干涉仪探究了光的干涉现象，通过测量干涉条纹位置计算出相应的光程差、波长和折射率等参数，验证了光的波动性和干涉现象。
通过本实验，我们加深了对光学基础理论的理解，对光学实验技能有了更深入的认识。
迈克尔逊干涉仪实验报告优选
迈克尔逊干涉仪实验报告优选实验目的：通过使用迈克尔逊干涉仪，观察和分析干涉条纹的形成规律，探索光的干涉现象，并验证光的波动性质。
实验仪器和材料：1. 迈克尔逊干涉仪。
2. 高精度平行光源。
3. 透镜。
4. 半反射镜。
5. 微调平台。
6. 光学平台。
7. 光电探测器。
8. 光学转台。
9. 透明玻璃片。
10. 高精度测量尺。
11. 光学台。
实验原理：迈克尔逊干涉仪是一种用于观察干涉现象的仪器，它利用半反射镜和全反射镜，将光分成两路，再通过干涉产生干涉条纹。
当两路光程相差一个波长时，会出现明暗条纹的干涉现象。
实验步骤：1. 调整迈克尔逊干涉仪，使得两路光程相等。
2. 使用高精度平行光源照射到干涉仪中。
3. 观察干涉条纹的形成及变化规律。
4. 调整干涉仪的光程差，观察干涉条纹的变化。
实验结果：通过实验观察和记录，我们成功观察到了干涉条纹的形成规律，当两路光程相等时，出现明条纹；当两路光程相差一个波长时，出现暗条纹。
通过调整光程差，我们也观察到了干涉条纹的变化规律，验证了光的波动性质。
实验分析：通过实验结果的分析，我们得出了光的波动性质的结论，并对干涉条纹的形成规律有了更深入的理解。
同时，实验中也发现了一些误差和不足之处，需要在以后的实验中加以改进和完善。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了迈克尔逊干涉仪的原理和应用，验证了光的波动性质，并且对干涉条纹的形成规律有了更清晰的认识。
在以后的实验中，我们将更加注重精确测量和数据记录，以获得更加准确和可靠的实验结果。
迈克尔逊干涉仪实验报告数据处理
迈克尔逊干涉仪实验报告数据处理篇一：迈克尔逊干涉仪实验报告迈克尔逊干涉仪的调整与应用1. 原始数据及处理1.1 测量钠光灯波长（?Na?589.3nm）不确定度计算：?A?2.48?x?mm, ?B?0.00004mm?U?d?mm U??U2U?d=4.4nm,Ur????100%=0.74%. ?N?1.2 双线的波长差：??Na?0.59nm 2．思考题及分析：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。
而白光的相干长度只有微米量级，所以只能在零光程附近才能观察到白光干涉。
2.2、为什么M1和M2没有严格垂直时，眼睛移动干涉条纹会吞吐？答：因为没有严格垂直时，会形成一个披肩状的光学腔。
各处的光程差不相同，其干涉条纹的级数也会不同。
所以眼睛移动时，干涉条纹会吞吐。
2.3、讨论干涉条纹吐出或吞入时的光程差变化情况。
答：吞入时，光程差变小。
而吐出时，光程差则变大。
2.4、为什么要加补偿板？答：因为分束板的加入，使其中一路光束比另一光束附加了一定的光程。
所以加入与分束板厚度相同的补偿板来补偿这部分光程差。
2.5、如何设计一个实验，利用迈克尔逊干涉仪测玻璃的折射率？答：以白光发生干涉现象时，确定零光程处。
测定在光路中加入玻璃与否，白光产生干涉时M2镜移动的距离。
再根据所加入玻璃的厚度，计算出玻璃的折射率。
2.6、试根据迈克尔逊干涉仪的光路，说明各光学元件的作用，并简要叙述调出等倾干涉、等厚干涉和白光干涉条纹的条件及程序．答：分束板：将光束分为两路光束。
补偿板：补偿因分束板产生的光程差。
粗调螺丝：调节使其与M1镜大致垂直。
细调拉丝：精密调节M2镜的方位，使使其与M1M2镜的方位，镜严格垂直。
鼓轮：调节M2镜的位置，使光学腔的厚度改变。
等倾干涉：光学腔应严格平行。
等厚干涉：此时光学腔为披肩状。
白光干涉：零光程处附近。
2.7、如何利用干涉条纹“吞”、“吐”现象，测定单色光的波长? 答：数一定量的“吞”或“吐”，再根据公式??2?d?N计算。
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实验名称：迈克耳孙干涉仪实验日期：2010.12.7实验人：缪盈盈实验目的：1．了解迈克耳孙干涉仪的原理、结构及调节方法.2．研究定域干涉、非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉及光源的时间相干性、空间相干性.3．利用迈克耳孙干涉仪测量氦氖激光的波长.实验原理：迈克耳孙干涉仪主要由两个相互垂直的全反射镜M1、M2和一个45°放置的半反射镜M组成．不同的光源会形成不同的干涉情况．1．当光源为单色点光源时，它发出的光被M分为光强大致相同的两束光(1)和(2)，如图6-22所示．其中光束(1)相当于从虚像S’发出．再经M1反射，成像于S’1；光束(2)相当于从虚像S’发出，再经M’2反射成像于S’2(M’2是M2关于M所成的像).因此，单色点光源经过迈克耳孙干涉仪中两反射镜的反射光，可看作是从S’1和S’2发出的两束相干光．在观察屏上，S’1与S’2的连线所通过点P0的程差为2d，而在观察屏上其他点P的程差约为2dcosi (其中d是M1与M’2的距离，i是光线对M1或M’2的入射角)．因而干涉条纹是以P0为圆心的一组同心圆，中心级次高，周围级次低．若M1与M2的夹角偏离90°，则干涉条纹的圆心可偏出观察屏以外，在屏上看到弧状条纹；若偏离更大而d又很小，S’1与S’2的连线几乎与观察屏平行，则相当于杨氏双孔干涉，条纹近似为直线．无论干涉条纹形状如何，只要观察屏在S’1与S’2发出的两束光的交叠区，都可看到干涉条纹，所以这种干涉称为“非2．如果改用单色面光源照明，情况就不同了，如图6－23所示．由于面光源上不同点所发的光是不相干的，若把面光源看成许多点光源的集合，则这些点光源所分别形成的干涉条纹位置不同，它们相互叠加而最终变成模糊一片，因而在一般情况下将看不到干涉条纹．只有以下两种情况是例外：①M1与M2严格垂直，即M1与M’2严格平行，而把观察屏放在透镜的焦平面上，如图6—23(a)所示．此时，从面光源上任一点Ｓ发出的光经M1和M2反射后形成的两束相干光是平行的，它们在观察屏上相遇的光程差均为2dcosi，因而可看到清晰而明亮的圆形干涉条纹．由于d是恒定的，干涉条纹是倾角i为常数的轨迹，故称为“等倾干涉条纹”.②M1与M2并不严格垂直，即M1与M’2有一个小夹角α．可以证明，此时从面光源上任一点S发出的光经M1和M2反射后形成的两束相干光相交于M1或M2的附近．因此，若把观察屏放在M1或M2对于透镜所成的像平面附近，如图6—23(b)所示，就可以看到面光源干涉所形成的条纹.如果夹角α较大而i角变化不大，则条纹基本上是厚度d为常数的轨迹，因而称为“等厚干涉条纹”．显然，这两种情况部只在透镜的焦平面或像平面上才能看到清晰的条纹，因而是“定域干涉”.3．如果用非单色的白光为光源，情况更不相同．无论是点光源或面光源，要看到干涉条纹，必须满足光程差小于光源的相干长度的要求，即2dcosi＜ΔL．对于具有连续光谱的白光，ΔL极小，因而仅d≈0时，才能看到彩色的干涉条纹．这虽然为观察白光条纹带来了困难，却为正确判断d=0的位置提供了一种很好的实验手段．一、观察与分析He-Ne激光器的非定域干涉现象：1．调节He-Ne激光器和迈克耳孙干涉仪的相对位置，使光束分别大致照在M1和M2的中央；调节激光器下的螺丝或干涉仪的底座螺丝(但不要调节M1背面的螺丝)，使从M1反射的光点返回激光出射处，此时M l与它的入射光大致垂直.从M1反射的光点有三点，应使其中最亮的一点返回激光出射处.2．调节M2后的三个螺丝，使M2反射的光点也返回激光出射处．(也有三点，应使其中最亮的一点返回．)此时M2也与它的入射光大致垂直，并与M1大致垂直．在观察屏处观察，两个最亮的光斑应相互重合．为了看清是否重合，可把观察屏移远些，其至取下观察屏让光束照在墙壁上.3．在激光器前放一个短焦距透镜，使光束扩大而能大致照亮整个反射镜．于是在观察屏上应可看到干涉条纹，记下干涉条纹的形状及条纹宽度等大致情况.4．前后改变观察屏的位置，观察条纹是否都清晰?由此推断该条纹是否定域．5．继续调节M2的方向并前后改变M l的位置，使干涉条纹成为圆形．观察并记录圆条纹是如何随M l的位置而变化的？分析其变化的原因，并由此推论是M l在前还是M’2在前(以离观察者近为前、远为后)？在条纹长出的方向移动M l约4—5mm，(注意勿使M1的位置超过它的可移动范围)观察并记录条纹宽度有何变化?试解释这种变化.6．在视场中有若干个圆条纹的情况下，微调M1，使条纹陷入或长出20-50条，记下M1移动的距离Δd，由2Δd=mλ估算出激光的波长．(注意：微调轮有相当大的螺距误差，要注意消除.)7．向圆条纹陷入的方向调节M l，(粗调)直至圆条纹逐渐变为直条纹，并开始向反方向弯曲记下条纹既宽又直时M1的位置M l0的大致范围．此时应对应于S’1与S’2连线与观察屏大致平行，或d≈0.二、观察与分析汞灯的定域干涉现象：1．让M l位于M10附近，以低压汞灯加毛玻璃作为光源(即在低压汞灯前放上述实验中的观察屏，以代替激光器和透镜，并使它们靠近干涉仪)．2．在原放观察屏的位置用肉眼直接观察，应可看到干涉条纹.把干涉条纹调宽，可看到有黄、绿、蓝、紫等各种颜色.3．让M1与M10的距离增加到3-5mm，请患有近视眼的同学取下眼镜，再仔细观察圆条纹是否仍清晰？改变M2的方向使条纹变为直条纹，看看直条纹是否清晰?(改变M l的位置，让直条纹的宽度与圆条纹的宽度大致相同时比较其清晰程度．)为什么?能否由此推测条纹是否定域?定域在何处？(眼睛正常的同学，可戴上一付远视眼镜或用一个凸透镜．使自己只能看清近处而不能看清远处，来做此实验．)实验记录：一、观察与分析He-Ne激光器的非定域干涉现象：1．观测到条纹如图：条纹从右下到左上间隔有大变小，右下角两条条纹间隔△X≈2.5mm2．移动观察屏位置：向前移动观察屏（远离M1）条纹仍清晰间隔变大条纹变粗形状不变向后移动观察屏（靠近M1）条纹仍清晰间隔变小条纹变细形状不变3．调节M2移动M1使条纹为圆形条纹从中心到边缘间隔逐渐变小，条纹逐渐变细，中心为一亮斑。
如图：向前移动M1条纹间隔变小条纹变细条纹中心向右下移动条纹长出向后移动M1条纹间隔变大条纹变粗条纹中心向左上移动条纹陷入将M1从31mm 移动4mm 到27mm最宽处的条纹间隔从2mm 减小为1.5mm4．微调M1，使条纹陷入或长出50条，记录M1的位置5. M10 范围：49.85±0.01二、观察与分析汞灯的定域干涉现象：1．取下观察屏，用肉眼直接观测。
看到蓝、绿、紫、红色直条纹。
2．使M1距离M10 增加3-5mm：出现圆条纹，仍为彩色。
戴眼镜时前后移动：发现条纹清晰程度有变化，在一个范围内条纹较清晰，其它位置时相对较模糊。
取下眼镜后前后移动，忽略不戴眼镜造成的模糊，条纹清晰程度基本不变。
前移时条纹变密，从中心长出。
后移时条纹变疏，从中心陷入。
3．调节M2使圆条纹变直条纹：条纹较清晰，调节M1位置，使条纹间隔与圆条纹大致相同，条纹更加清晰。
前后移动眼睛，发现移远时条纹变密且变得更直，移近时条纹间隔变大且略有弯曲。
实验仪器纳（汞）灯电源GB-20W.0B 汞灯迈克尔孙干涉仪WSM-100JGQ-250 He-Ne激光器实验现象分析一、观察与分析He-Ne激光器的非定域干涉现象：1．打开激光器，调节使光点打在反射镜的中央，可以看到三组光点，都为三个点，都是中间一个光点较亮，边上两个相对较暗。
分别遮挡住M1 M2发现一组光点与M1有关，另两组光点与M2有关，其中一组较亮一组较暗，且调节M2时它们的相对位置不变。
调节干涉仪底座螺丝和M2背后的螺丝使两组较亮光点中间的较亮光点重合且大致在观察屏中央。
产生如此三组光点的原因分析：激光经由反射镜及半反射镜会发生多次反射与折射，所以应该有很多组光点。
但是因为观察屏范围有限且多次反射折射后能量减小亮度减小，所以不能观察到。
放置短透镜后，观测到了明暗相间的圆条纹，前后移动观察屏，条纹仍清晰，可知是非定域干涉。
2．向前移动M1条纹间隔变小条纹变细条纹中心向右下移动条纹长出向后移动M1条纹间隔变大条纹变粗条纹中心向左上移动条纹陷入由此推断M2’在M1后原因：向前移动M1条纹长出，说明中心条纹级数增大即光程差增大，说明M1与M2’距离增大，即M2’在M1后3．圆形条纹由中心到边缘逐渐变密δ=2dcosθ≈2d(1-1/2θ2)=2d-dθ2△δ/△θ=-2θd △δ=λ∴｜△θ｜=λ/2θd当d不变，θ变大，｜△θ｜变小，所以越外越密。
d变大，条纹越密；d变小，条纹变疏。
解释了在条纹长出的方向移动M1，条纹变细。
4．计算激光波长在27mm和34mm附近分别测了三组数据，He-Ne激光的理论波长为633nm，发现序号1和序号4组数据较为接近，其它几组数据都有较大误差。
可能原因如下：①最主要原因：螺距误差。
可以看出，1&4组数据都是改变位置后测得的第一组数据，在测之后的数据时都将M1微调轮向反方向转动使M1回到原先位置附近（测量时选择的是条纹长出的方向，反方向及条纹陷入方向）。
这样反复的反转M1微调轮加大了螺距误差，使2、3、5、6组数据误差都较大。
实际上应该通过始终往相同方向转动微调轮来消除螺距误差。
②在观察条纹吞吐时，应该使起始和结束的条纹状况大致相同，例如条纹都是刚开始长出时，实际操作时因为微小的转动都会使条纹吞吐所以会有微小的不同。
会使m最多有±1的误差。
③在计数条纹吞吐时发现很小的震动会使条纹抖动模糊，不能看清当时的条纹是否有吞吐。
④因为m=50，数条纹吞吐时难免会有漏数或多数的情况，且m越大数错条纹的可能性越大。
5．在找M10范围向后移动M1时，发现条纹由弯曲变直再变成反向弯曲。
原因分析：因为M2’在M1后，后移M1时与M2’距离逐渐减小，逐渐重合，最后移动到了M2’后。
又因为实际实验中M1与M2’不可能完全平行，始终存在一个微小的夹角，所以弯曲条纹的形状更像是椭圆的一部分。
二、观察与分析汞灯的定域干涉现象1．用肉眼能看到条纹而用观察屏无法看到，是因为汞灯的干涉为定域干涉，所成条纹为虚像，所以观察屏无法接收。
观察到蓝、绿、紫、红等颜色的彩色直条纹，因为汞灯发出的不是单色光。
2．使M l距离M10 增加3-5mm，直条纹变为圆条纹。
戴眼镜时前后移动：发现条纹清晰程度有变化，在一个范围内条纹较清晰，其它位置时相对较模糊。
取下眼镜后前后移动，忽略不戴眼镜造成的模糊，条纹清晰程度基本不变。
前移时条纹变密，从中心长出。
后移时条纹变疏，从中心陷入。
因为当眼睛向透镜移动时瞳孔对光源的张角变大了，就可以看到更高级次的条纹，所以条纹变密从中心长出。