迈克尔孙干涉仪测空气折射率实验报告
迈克尔逊干涉仪测空气折射率

迈克尔逊干涉仪测空气的折射率赵龙宇 PB06005068一、实验目的用分离的光学元件构建一个迈克尔逊干涉仪。
通过降低空气的压强测量其折射率。
二、仪器和光学元件光学平台;HeNe 激光;调整架,35x35mm ;平面镜,30x30mm ;磁性基座;分束器50:50;透镜,f=+20mm ;白屏;玻璃容器,手持气压泵,组合夹具,T 形连接,适配器,软管,硅管三、实验原理借助迈克尔逊干涉仪装置中的两个镜,光线被引进干涉仪。
通过改变光路中容器内气体的压强,推算出空气的折射率。
If two Waves having the same frequency ω , but different amplitudes and different phases are coincident at one location , they superimpose to ()()2211sin sin αα-•+-•=wt a wt a YThe resulting can be described by the followlng : ()α-•=wt A Y sinw ith the amplitude δcos 22122212•++=a a a a A (1)and the phase difference 21ααδ-=In a Michelson interferometer , the light beam is split by a half-silvered glass plate into two partial beams ( amplitude splitting ) ,reflected by two mirrors , and again broughtto interference behind the glass plate . Sinceonly large luminous spots can exhibit circularinterference fringes , the Iight beam isexpanded between the laser and the glass plate by a lens L .If one replaces the real mirror M3 with its virtual image M3 /, , Which is formed by reflection by the glass plate , a point P of the real light source appears as the points P / , and P " of the virtual light sources L l and L 2 · Due to the different light paths ,using the designations in Fig . 2 , 图 2 the phase difference is given by : θλπδcos 22•••=d (2)λis the wavelength of the laser ljght used . According to ( 1 ) , the intensity distribution for a a a ==21 is2cos 4~222δ••=a A I (3)Maxima thus occur when δis equal to a multiple of π2,hence with ( 2 )λθ•=••m d cos 2;m=1,2,….. ( 4 )i. e . there are circular fringes for selected , fixed values of m , and d , since θ remains constant ( see Fig . 3 ) . If one alters the position of the movable mirror M 3 ( cf.Fig.1 ) such that d,e.g.,decreases , according to ( 4 ) , the ciroular fringe diameter would also diminish since m is indeed defined for this ring . Thus , a ring disappears each time d is reduced by 2λ. For d = 0 the ciroular fringe pattern disappears . If the surfaces of mirrors M 4 and M 3 are not parallel in the sense of Fig . 2, one obtains curved fringes , which gradually change into straight fringes at d = 0 .空气衍射系数的确定To measure the diffraction n of air , an air-filled cell with plane- parallel boundaries is used . The diffraction index n of a gas is a linear function of the pressure P . For pressure P = 0 an absolute vacuum exists so that n=1.P P n P n P n ⋅∆∆+==)0()( (5)From the measured date ,the difference quotient P n ∆∆/ is first determined : P P n P P n P n ∆-∆+=∆∆)()( (6)The following is true for the optical path length d : d = s P n ⋅)((7) Where s = 2·l is the geometric length of the evacuated cell and n ( P ) is the diffraction index of the gas present in the chamber . l is the lenght of the gas column in the glass cell . The fact that the path is traversed twice due to the reflect- ion on the mirror M4 is to be taken into consideration. Thus , by varying the pressure in the cell by the value △P , the optical path length is altered by the quantity △d :△d = n ( P +△P )·s —n ( P )·s ( 8 )on the screen one observes the change in the circular fringe pattern with change in the pressure ( the centre of the interference fringe pattern alternately shows maximal and minimal intensity ) . Proceeding from the ambient pressure Po,one observes the N-fold resetting of the initial position of the interference pattern (i.e. , establishment of an intensity minimum in the ring’s centre ) until a specific pressure value P has been reached . A change from minimum to minimum corresponds to a change of the optical path length by the wavelength λ.Between the pressures P and P + △P the optical wavelength thus changes by△d = ( N ( P +△P)—N ( P ))·λ ( 9 )From (8) and (9) and under consideration of the fact that the cell is traversed twice by the light (s=2·l) , it follows :n ( P +△P )—n ( P)=()l P N P P N ⋅⋅-∆+2))((λ(10)and with(6) and )()(P N P P N N -∆+=∆ the following results :lP N P n 2λ⋅∆∆=∆∆四、实验步骤1、装置建立和调整:注:下文括号中的数字表示的坐标仅适用于开始阶段的粗调。
迈克尔逊干涉仪测空气折射率实验

迈克尔逊干涉仪测空气折射率实验摘要空气折射率是空气光学性质的一个基本参量。
本文介绍采用迈克尔逊干涉仪来测量空气折射率的方法,该方法简单易行。
引言利用迈克尔逊干涉仪的两束相干光在空间各有一段光路分开,通过在其中一支光路放进被研究对象而不影响另一支光路,让学生进一步了解光的干涉现象及其形成条件,以及学习调节光路的方法,同时也为测量空气折射率提供了一种思路和方法。
实验仪器:GSZF-4型迈克尔逊干涉仪选压器游标卡尺实验原理:1、等倾(薄膜)干涉在熟悉迈克尔逊干涉仪调节和使用的前提下,如图 1 所示,两束光到达 O 点形成的光程差δ为:δ=2L2-2L1=2(L2-L1)(1)若在 L2臂上加一个为 L的气室,如图 2 所示,则光程差为:δ=2(L2-L)+2nL-2L1整理得:δ=2(L2-L1)+2(n-1)L (2)保持空间距离L2、L1、L不变,折射率n变化时,则δ随之变化,即条纹级别也随之变化。
(根据光的干涉明暗条纹形成条件,当光程差δ=kλ时为明纹)以明纹为例有:δ1=2(L2-L1)+2(n1-1)L=k1λδ2=2(L2-L1)+2(n2-1)L=k2λ实验内容:1、安装固件熟读光学实验常用仪器部分迈克尔逊干涉仪的调节使用说明,并按此调节好;将气管 1 一端与空气室相连,另一端与气囊进气孔相连;将气管 2 一端与空气室相连,另一端与选压器相连;2、将空气室放在导轨上,观察干涉条纹(观察到条纹即可进行下面测量)3、关闭气囊阀门,向气室充气;使气压值大于 0.090MPa,,读出选压仪表数值,记为p2;打开气囊阀门,慢慢放气,使条纹慢慢变化,当改变m条时(实验要求m≧20),读出选压器数值,记为p1 ;4、重复第 3步,共取 10组数据;5、用游标卡尺测量空气室的长度,重复测量10次,得出10个数据。
实验注意事项1、激光属强光,注意不要让激光直接照射眼睛;2、充气阀门不要用力旋转,以免损坏;3、不得用手直接接触光学元件;4、向选压器里充气时,注意不可超过其量程实验数据记录大气压强 Pb=51.0132510Pa;λ= 632.8 nm;温度t=12.0 ℃结果讨论及误差分析:59662.8793 2.8793 1.01325101011 1.00027610.00367110.00367116.0P t δ---⨯⨯⨯=⨯+=+=+⨯+⨯⨯⨯标准值n 空气折射率的准确值为1.000276,与本实验的测量结果相差1.000276-1.000281=510。
利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报告

利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报告英文回答:Michaelson Interferometer for Gas Refractive Index Measurement Experiment Report。
Introduction:The Michelson interferometer is a highly precise instrument that can be used to measure the refractive index of gases. It works by splitting a beam of light into two paths, one of which passes through the gas sample. The two beams are then recombined, and the resulting interference pattern is used to calculate the refractive index of the gas.Experimental Setup:The Michelson interferometer is a relatively simpleinstrument to set up. It consists of two mirrors that are mounted on a rigid frame. A beam of light is split into two paths by a beam splitter, and one of the beams is directed through the gas sample. The two beams are then recombined by a second beam splitter, and the resulting interference pattern is observed on a screen.Procedure:To measure the refractive index of a gas using a Michelson interferometer, the following procedure is followed:1. The interferometer is set up as described above.2. A beam of light is shone into the interferometer.3. The gas sample is placed in the path of one of the beams.4. The interference pattern is observed on the screen.5. The refractive index of the gas is calculated using the following equation:```。
利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报告

利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报告英文回答:Introduction。
The Michelson interferometer is a device that can be used to measure the refractive index of a gas. It consists of two arms of equal length, each of which is terminated by a mirror. A beam of light is split into two beams, and each beam is sent down one of the arms. The beams are then reflected back by the mirrors and recombined. If the refractive index of the gas in one of the arms is different from the refractive index of the gas in the other arm, the beams will be out of phase when they are recombined, and this will produce an interference pattern.Procedure。
I set up the Michelson interferometer and aligned themirrors so that the beams were recombining in the center of the screen. I then introduced a sample of gas into one of the arms and observed the interference pattern. I measured the distance between the bright bands and used this to calculate the refractive index of the gas.Results。
用迈克尔逊干涉仪测量气体折射率

实验 用迈克耳孙干涉仪测量气体折射率[引言]大气中随着海拔高度的上升,空气变得稀薄,大气折射率n 随气体压强的降低而减小,使得光线在大气中传播发生弯曲,对航海中天顶角的测定有一定影响。
而天顶角的测定对船舶的定位起着重要作用,因此,了解气体折射率与大气压强之间的关系具有重要的实际意义。
迈克耳孙干涉仪中的两束相干光各有一段光路在空间中是分开的,人们可以在其中一支光路上放进被研究对象而不影响另一支光路,这就给它的应用带来极大的方便。
实际上常用它来测物质的折射率、厚度和气压等一切可以转化为光程变化的物理量。
[实验目的]1.了解迈克耳孙干涉仪的结构、工作原理和使用方法。
2.学习一种测量气体折射率的方法。
[实验器材]氦氖激光器,扩束镜,迈克尔孙干涉仪,气室(带充气装置),数字气压计。
[实验原理]在迈克耳孙干涉仪光路的一个测量光路上放置一个气室,干涉图样随气室里气体气压的变化而变化:当气压增加时,干涉圆环从中心 “吐出”;反之,干涉圆环向中心“吞入”。
通过研究气体压强变化与条纹移动的关系可以得到气体折射率。
当气室内气体压强改变p ∆时,使气体折射率改变n ∆,光程差改变n L ∆2,从而引起干涉条纹移动N 个,则有λN n L =∆2,于是有:LN n 2λ=∆ (1) 其中,L 为气室长度,λ是光的真空波长。
通常,在温度处于15~30C范围时,空气折射率可用下式计算:9,10003671.018793.2)1(-⨯+=-tpn p t (2)式中温度t 的单位为C ,气压p 的单位为Pa 。
在温度一定下,气体折射率p n )1(-与气压p成正比。
因此有:=∆∆=-pnp n 1常数 整理得: p p nn ∆∆+=1将式(1)代入上式得: ppL N n ∆+=21λ (3)式(3)给出了在气压p 时的空气折射率。
[实验内容]1.调节迈克耳孙干涉仪,使其在接收屏上观察到干涉条纹。
2.向气室中充气加压,记录气压值1p 。
利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报告

利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报
告
实验目的:
通过利用迈克耳逊干涉仪测量气体折射率,掌握干涉仪的原理
和使用方法,了解气体折射率与气体压强、温度的关系。
实验仪器和材料:
迈克耳逊干涉仪、激光器、气体容器、气压计、温度计、计算
机等。
实验原理:
迈克耳逊干涉仪利用干涉现象测量折射率,当激光穿过气体时,由于气体折射率的影响,光程差发生变化,进而引起干涉条纹的移动。
通过测量干涉条纹的移动距离,可以计算出气体的折射率。
实验步骤:
1. 将迈克耳逊干涉仪放置在稳定的平台上,调整仪器使得激光垂直射入气体容器。
2. 打开激光器,调整干涉仪使得干涉条纹清晰可见。
3. 逐渐增加气体压强,观察干涉条纹的移动情况。
4. 测量不同气体压强下的干涉条纹移动距离,并记录下相应的气体压强和温度。
实验结果:
根据实验数据,我们得到了不同气体压强下的干涉条纹移动距离,并计算出了相应的气体折射率。
通过分析数据,我们发现气体折射率随着气体压强的增加而增加,与温度的关系也符合一定的规律。
实验结论:
通过本次实验,我们成功利用迈克耳逊干涉仪测量了气体的折射率,并得到了一定的实验数据。
同时,我们也掌握了干涉仪的使
用方法和原理,并对气体折射率与气体压强、温度的关系有了更深入的了解。
这对于今后的相关研究和实验具有一定的参考价值。
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利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报告英文回答:Determination of Refractive Index of Gas Using Michelson Interferometer。
The Michelson interferometer is a versatile tool that can be used to measure various optical properties of materials, including the refractive index of gases. In this experiment, we employed the Michelson interferometer to determine the refractive index of an unknown gas sample.The Michelson interferometer consists of two mirrors, M1 and M2, mounted on a rigid frame in a configuration known as the "common path interferometer." A beam of light from a coherent source is split into two beams using asemi-transparent mirror, M3. One beam travels to mirror M1, while the other travels to mirror M2. The beams are then reflected back to the semi-transparent mirror, where theyrecombine to produce an interference pattern.The interference pattern is typically observed as a series of bright and dark fringes. The position of these fringes depends on the optical path length difference between the two interfering beams. By introducing a cell containing the gas sample into one of the arms of the interferometer, the optical path length is changed, resulting in a shift in the fringe pattern.The change in the fringe pattern can be used to determine the refractive index of the gas sample. The refractive index is a dimensionless quantity that describes the speed of light in a medium relative to its speed in vacuum. A higher refractive index indicates that the light travels slower in the medium.The refractive index of the gas sample can be calculated using the following formula:```。
组装迈克尔逊干涉仪测定空气折射率

组装迈克尔逊干涉仪测定空气折射率迈克尔逊干涉仪中的两束相干光各有一段光路在空间是分开的,两相干光束的光程差的改变可以通过移动一个反射镜或在一光路中加入另一种介质得到,在其中一条光路中放进被研究对象不会影响另一光路,因此,常用它来测量,如物质的折射率、厚度的变化、气压等一切可以转化为光程变化的物理量。
本实验用分立光学元件在光学平台上搭建迈克尔逊干涉装置,在干涉仪的一个臂中插入小气室来测定空气的折射率。
一、实验目的1.通过自行搭建干涉装置,掌握分振幅法产生双光束以实现干涉的原理。
2.观察非定域干涉条纹。
3.掌握用干涉条纹计数法测量空气折射率的原理与方法。
二、实验仪器光学平台、激光器及电源、扩束器、分光镜、平面镜、气室及打气囊、接收屏、若干光学支架和底座。
三、实验原理最简单形式的迈克耳孙干涉仪如图1所示。
从点光源S 发出的光束,被精制的厚度和折射率均匀的玻璃板(分束器)G 分成两路,射向互相垂直的两个平面镜1M 和2M 。
被平面镜反射后,又回到分束器有镀膜的半反射面。
在这两束光形成的干涉场内产生的是非定域干涉条纹,用毛玻璃屏FG 接收。
设'2M 是2M 在G 中的虚像。
可以认为,FG 接收到的干涉图样是1M 和'2M 之间的空气膜上下面的反射光相干产生的。
如图2所示,二束光的光程差AB+BC-AD 2cos d i δ== (1)不同倾角的入射光相干产生明暗相间的圆环。
产生明条纹的条件是2cos (0,1,2)d i k k λ= = (2) 产生暗条纹的条件是 dA B CDi i M 2M 1 图 2M 1 M 2 M 2′G FG S 激光器 图12cos (21)(0,1,2)2d i k k λ=+ = (3) 如果在图1的1M 和G 之间放置一个能够控制充、放气的气室,若气室内空气压力改变了p ∆,折射率改变了n ∆,使光程差增大δ,就会引起干涉条纹N 个环的变化。
设气室内空气柱长度为l ,则λδN nl =∆=2 (4)即:l N n 2/λ=∆ (5)若将气室抽成真空(室内压强近似于零,折射率1=n ),再向室内缓慢充气,同时计数干涉环变化数N ,由公式(5)可计算出不同压强下折射率的改变值n ∆,则相应压强下空气折射率n n ∆+=1 (6)若采取打气的方法增加气室内的粒子(分子和原子)数量,根据气体折射率的改变量与单位体积内粒子数改变量成正比的规律,可求出相当于标准状态下的空气折射率0n 。
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(b) 等厚干涉条纹--定域于镜面附近 .(vi)
在交棱附近,可忽略. 因此在交棱附近看到的是直条纹, 离棱 远就慢慢变成弧形, 且弯曲方向是凸向交棱方向的.
1. 测量空气折射率 .(vii)
公式给出了气压为p时的空气折射率n. 其中N为条纹吞吐量, △p为 气室气压变化.
【实验步骤和过程记录】
了解M-干涉仪的构造
转动M-干涉仪的粗调手柄, 使M1镜移动, 可以观察到非定域圆条 纹的变化. 如果条纹”吞”, 说明d减小, 此时条纹变粗变疏, rk变小; 如 果条纹”吐”, 说明d变大, 此时条纹变细变密, rk变大. 此观察结果与理 论相符.
将d减小, 再细调M1和M2倾角, 然后使毛玻璃垂直于两者的垂直平 分线, 则得到线条纹; 此时稍微改变倾角和毛玻璃的取向, 可以得到双 曲线条纹.
在干涉条纹从弯曲变得接近直线的附近, 加上白光光源, 继续朝一 样的方向, 用细调螺旋慢慢调整M1. 在变成直线再开始变弯的时候, 观察到了彩色的白光干涉条纹. 记录此时M的位置.
测量空气的折射率.
一边放气一边数”吃掉”的圆干涉条纹数目, 每吃掉一次, 由气压 表读出值. 放掉气室的气, 使回到0, 再测量下一组数据. 然后由原理 中的公式计算出一个大气压下空气的折射率n.
3. 等厚和白光条纹的调节和观察
等厚条纹的调节和观察:
操作:转动粗调手柄,观察到圆条纹粗而疏
现象:调节U2’,再转动粗调手柄,出现直线干涉条纹。 继续调节U2’,M1与M2之间的夹角增大,条纹变密 M1与M2之间的夹角减小,条纹变疏
直。
再调节粗调手柄可以观察到干涉条纹从直变弯再变
彩色条纹的调节和观察:
.(i) 亮纹条件:
.(ii) 条纹间距:
.(iii) 条纹的”吞吐”:缓慢移动M1镜, 改变d, 可以看到条纹条纹吞或吐的 数目N有:
.(iv) d增大, rk增大, 即条纹”吐”; d减小, rk减小, 即条纹”吞”.
(2) 扩展光源照明--定域干涉条纹 (a) 等倾干涉条纹--定域于无穷远 相邻两条纹角间距: .(v)
【实验原理】
M-干涉仪光路
M1 M2 G1 G2 S E M2’
M-干涉仪是一种分振幅双光束的干涉仪. 其光路如图. 期中M1可以移 动. G1为分束板.
干涉花纹的图样
(1) 点光源照明——非定域干涉条纹 考虑虚光源S1和S2’. 若毛玻璃垂直于两者连线, 则得到圆条纹; 若 毛玻璃垂直于两者的垂直平分线, 则得到线条纹; 若其它情况, 则得到 椭圆或双曲线条纹. 非定域圆条纹特性:
(略)
调节干涉条纹.
错误!未定义书签。粗调M-干涉仪, 使M1和M2’大致平行;
把固定镜M2的两个微动螺丝放在中间位置, 把M1镜和M2镜后的 三个小螺丝拧合适, 不要太松或太紧.
将激光束调成水平, 调整好小孔光阑的高度和位置(小孔放在比较 靠近激光源的地方). 再利用”自准直”的方法, 调整M1和M2, 使它们各 自反射像的最亮点都和小孔重合. 此时M1和M2’基本平行.
【实验数据】
1. 非定域干涉条纹的调节与观察:
转动粗调手柄:
转动方向
M1与M2’的距 离
Rk的变化
条纹的变化
粗调手柄示数 增大
增大
增大
中心吐,变 密,细
粗调手柄示数 减小
减小
减小
中心吞,变 粗,疏
转动E大概65°之后,观察到了椭圆条纹。 操作:调节U12 ,使M1 和 M2成一个小角度,转动手柄使M1 移动
非定域干涉条纹:
上面的调整完成后, 在小孔光阑上应该看到类似干涉的条纹. 此时 拿走小孔光阑, 换上一短焦距小透镜, 并调整其高度和位置使光束能 比较均匀得照亮M2. 用两块毛玻璃在E处作为干涉屏. 此时应该可以 在屏上看到干涉条纹. 调节M2的微动螺丝, 可以调整中心的位置和倾 角, 当位于光斑中心时, 可以在毛玻璃上观测到非定域圆条纹.
还有在观察彩色条纹的时候我问了老师为什么中间的对称轴 会是紫黑色的而不是黑色的,老师做了大略的解释,知道是由于 镜片的原因,但是我现在还不是很明白其中的定量分析,有机会 的话一定要当面请教一下钟锡华老师。
测折射率时观察条纹的形状然后计数是很有必要的,如果初 始形状不便于你数吞噬条纹的数量,那么最后的测量结果会有很 大的误差。
操作:把两块块毛玻璃重叠放在小透镜与G1板之间, 获得扩展光源. 在上面圆条纹的基础上将d调得很小(使条纹很粗很疏),
减小d ,调节U2’,使各圆大小不变,不吞不吐。用 眼镜代替接收屏, 进一步调节微动螺丝。
现象 眼睛上下左右移动的时候, 圆心随着眼睛移动, 但各圆的大小 不变, 条纹不吞不吐.
粗略验证焦距: f = 14.9 cm
§实验的总结:
调整光路的时候可以采用”自准直”法(包括调整光阑位置的时 候), 可以比较快地调好光路; 还有调节彩色干涉条纹时如果调过了 由弯变直的那个区域, 那么最好的方法是用粗调倒过去再用微调 回来慢慢的找, 否则因为螺距差的缘故, 会耽误很多时间; 因为用 的是老式仪器,做工很精细,调节起来比较方便快捷,而且受外界 因素影响较少,实验比较顺利。 每个仪器底下都由三个螺丝可以 用来调平, 这三个螺丝很好用, 调节等倾条纹的时候, 可以分别在 调节让当眼睛眼相互垂直两个方向移动时都没有条纹吞吐。
测得此时M1的距离读数:
X’ = 11.66593 mm
4. 空气折射率测量数据:
= 632.8nm
D = 3.53cm
p0 = 760mmHg
室温 T= 20°C
数据表格如下:
次数 6 7 5 7 7 8 平均
P1 mmHg 220 230 210 238 279 280 243
P2 mmHg 64 38 60 44 92 60 60
【实验名称】迈克耳孙干涉仪
【目的要求】
1. 掌握M-干涉仪的调节方法; 2. 调出非定域干涉和定域干涉条纹; 3. 了解各类型干涉条纹的形成条件, 花纹特点, 变化规律及相互
间的区别; 4. 用M-干涉仪测量气体折射率.
【仪器用具】
M-干涉仪(旧仪器第3组), He-Ne激光器及其电源, 扩束透镜, 小孔光 阑, 白炽灯, 毛玻璃, 小气室, 打气皮囊, 气压表, 凸透镜.
4 】
【分析与讨论】
§误差分析:
1. 对于X与X’不相等的分析:
在寻找直条纹的时候由于第一次错过了直条纹的出现,粗调手柄 调节过度,不得不向相反方向调节,因此产生了螺距差。在寻找 白光干涉条纹时,也是由于反复的在条纹由曲变直的附近寻找, 造成了螺距差。
2关于空气折射率的测量的误差:
实验室所提供的气压计有一些问题,多多少少影响了实验测量数 据的准确性。另外由于室内温度的变化,折射率也会有一定的变 化,参考结果是在室温为14摄氏度时测量的,但是在实验过程中 室内温度在20摄氏度左右,温度对于折射率有影响,因此测量结 果和参考结果有一些差距。
现象:首先,观察到圆条纹变粗,逐渐消减
接着调节,转动把手若干圈后,观察到干涉条纹弯曲,变 为:
接着转动粗调手柄,条纹变为:
发现调节过度,换档之后,用细调手柄向相反方向转动得到:
调节U2’,使条纹最终成为: 此时测得M1的位置:
X = 11.77902 mm
2. 定域ห้องสมุดไป่ตู้涉条纹的调节与观察:
等倾条纹:
操作:加上白光光源,然后调节粗调手柄,再条纹由弯变 直的距离仔细观察。
现象:经过长时间的调节,观察到了彩色条纹。
条纹中心有三条紫黑色的线,中间那条较其他两条黑 的是对称轴,沿轴向外
彩色条纹的颜色分别是深黄色,紫黑色,深 绿色,棕黄色,红色,紫色,浅绿色,桔黄 色,淡红色,紫红色,浅绿色…… 和单色光源比较之后发现,彩色光源形成的干涉条纹的特点 是:距离对称轴越远,条纹的色散现象越明显。
折射率n 1.00026 1.00025 1.00024 1.00025 1.00024 1.00025 1.00025
【实验结果】
1. 观测到所有要求观测的干涉条纹. 2. M1位于11.66593mm处时得到等厚白光干涉条纹: 3. 由公式(vii)计算, 求得一个标准大气压下空气的折射率为: n = 1 + 2.5×10-
这次调节白光彩色条纹是一个很细致的操作,很多同学都表 现的很不耐烦,我认为这次实验很需要耐心,以后的研究实验也 是一样,如果自己做实验室不够耐心的话就很可能错过很多重要 的现象,从而影响到实验的结果。
最后感谢段老师在本次实验过程中的耐心指导!
【思考题】
1. 试验中怎样才能观察到非定域的直条纹和双曲线条纹? 调节U12 ,使M1 和 M2成一个小角度,转动手柄使M1移动
接着调节,转动把手若干圈后,观察到干涉条纹弯曲,然后会逐渐 变直。
2. M-干涉仪的分束板G1应使反射光和透射光的光强比接近1 :1 这是为什么?
在入射光强为一定值的条件下,为了得到很清晰的干涉图样,就要 求干涉场的衬比度较高,若反射光和透射光的光强比接近1 :1,那 么干涉场的衬比度在此时会比其他时候高,因此分束板G1应使反射 光和透射光的光强比接近1 :1。 3. 如何根据等倾干涉条纹来判断M1和M2’的平行度? 如果M1与M2平行,得到等倾干涉条纹时,观察到的各圆大小不变, 中心不吞不吐,圆心随着眼睛的移动而移动。
d一定时, 越靠近中心的干涉圆环, 间距越大, 即干涉条纹中间疏边 缘密; 改变d时, 条纹随着d的减小而变得稀疏. 此观察结果与理论相 符.
将凸透镜放在E的位置, 找到凸透镜成像的位置. 观测到此位置与 凸透镜的距离大概等于凸透镜的焦距. 因此可以判断等倾条纹大约定 域在无限远.