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节与使用的实验报告
d M2’
光源S
1
G1
G2
2
2
1
M2
半透膜
补偿板
E
1．等倾干涉图样
当M1和M2两个平面镜严格垂直，即当M1和M
‘ 严格 2
平行时，所得干涉为等倾干涉，干涉条纹厚干涉图样
在入射光为平行光的条件下，当M1和M2两平面镜不 完全垂直时，等厚干涉条纹的图样是等距离的明暗相间的 直条纹。
迈克尔逊干涉仪是一种利用分割光波振幅的方法 实现干涉现象的仪器，它由一套精密的机械传动系统 和四个高质量的光学镜片构成的。
迈克尔逊干涉仪原理图：自光源发出的光线，被分光板G1后表面的半透 膜分成光强近似相等的两束：反射光（1）和透射光（2）。由于G1与平 面镜M1、M2均成450角，所以，反射光（1）在近于垂直地入射到平面反 光镜M1后，经反射又沿原路返回，透过G1到达E处。透射光（2）在透过 补偿板G2后，近于垂直地入射到平面镜M2上，经反射又沿原路返回，在 分光板后表面反射后向E处传播，与光线（1）相遇后在E处可形成干涉。
（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。
11、空程消除。
五、读数和测量应注意以下几个问题：
1、读数前:
（1）调整零点：将鼓轮沿某一方向旋转到零刻度线，然后， 以相同方向转动手轮，使它与某一刻度对齐。 （2）读数前，还必须消除空程。当零点调整完毕后，将鼓轮 沿原方向转动，直到观察到干涉条纹移动为止，之后，记录 第一个数据d0 ， d0…d8。 计算出D=di-d0。。
2、读数方法： 三部分：主尺、窗口、鼓轮
迈克尔逊干涉仪的调节与使用—报告模版
干涉条纹变化数N1
0
50
100
位置读数
干涉条纹变化数N2
150
200
250
位置读数
环数差ΔN=N2-N1
150
150
150
Δdi=|d2-d1|
2.根据公式计算钠光波长λ。
3.将测量值与已知的钠光标准.用钠光调节干涉条纹时，如已确定使得叉丝的双影重合，但条纹并未出现，可能是什么原因？你怎么办？
2.把折射率n=1.40的薄膜放入迈克尔逊干涉仪（钠光波长589.3nm）的一臂时，如果产生了7.0条条纹移动，求膜厚。
指导教师批阅意见：
成绩评定：
预习
（20分）
操作及记录
（40分）
数据处理
25分
结果与讨论
5分
思考题
10分
总分
1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
1.迈克尔逊干涉仪的调节与观察等倾干涉。
2.测定钠光波长。
五、数据记录：
姓名、组号：
1.记录钠光灯钠光波长（取钠双线波长平均值）：
钠光的标准波长λ标准=
2.测量中心条纹每‘涌出’或‘陷入’50级时平面镜位置：
干涉条纹变化数N1
0
50
100
位置读数
干涉条纹变化数N2
150
200
250
位置读数
六、数据处理：
得分
教师签名
批改日期
深 圳大 学 实 验 报 告
课程名称：大学物理实验（2）
实验名称：迈克尔逊干涉仪的调节与使用
学院：
组号：指导教师：
报告人：学号：
实验地点
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。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告迈克尔逊干涉仪实验报告引言：迈克尔逊干涉仪是一种经典的光学实验装置，由美国物理学家迈克尔逊于1887年发明。
该实验装置利用光的干涉现象，可以测量光的波长、光速等物理量。
本文将介绍迈克尔逊干涉仪的原理、实验过程和结果分析。
一、原理迈克尔逊干涉仪的原理基于光的干涉现象。
干涉现象是指两束或多束光波相互叠加形成干涉图样的现象。
干涉可以分为构成干涉的两束光波相位差为零的相干干涉和相位差不为零的非相干干涉。
迈克尔逊干涉仪利用相干干涉的原理进行实验。
迈克尔逊干涉仪由一束单色光源、半透半反射镜、分束镜和反射镜组成。
光源发出的光经过半透半反射镜分成两束，一束直接射向反射镜，另一束经过分束镜后反射到反射镜上。
两束光在反射镜处反射后再次经过分束镜和半透半反射镜，最终在干涉屏上形成干涉条纹。
二、实验过程1. 实验装置搭建首先，将迈克尔逊干涉仪的各个组件按照实验要求搭建好。
确保光源、反射镜、分束镜和半透半反射镜的位置和角度正确。
2. 调整干涉仪使用调节螺丝和卡钳等工具，仔细调整干涉仪的各个组件，使光束能够准确地射到干涉屏上，并形成清晰的干涉条纹。
3. 测量干涉条纹使用目镜或显微镜观察干涉屏上的干涉条纹，并使用尺子或标尺测量干涉条纹的间距。
4. 改变实验条件在保持其他条件不变的情况下，改变实验装置的某些参数，如光源的位置、波长等，观察干涉条纹的变化。
三、结果分析通过实验观察和测量，我们可以得到干涉条纹的间距和变化情况。
根据干涉条纹的间距，我们可以计算出光的波长。
通过改变实验条件，观察干涉条纹的变化，我们可以研究光的传播速度、折射率等物理量。
在实验过程中，我们还可以观察到干涉条纹的明暗变化，这与光的相位差有关。
当两束光波的相位差为整数倍的波长时，干涉条纹明亮；当相位差为半整数倍的波长时，干涉条纹暗淡。
通过观察干涉条纹的明暗变化，我们可以推断光的相位差。
四、实验应用迈克尔逊干涉仪不仅仅是一种用于测量光学参数的实验装置，还广泛应用于科学研究和技术领域。
迈克尔逊干涉仪的调整和使用
150 37.07750 400 37.15680 250 0.07930
200 37.09330 450 37.17255 250 0.07925
干涉环变化数 k2 位置读数 环数差
d2 mm
k k2 k1
di d2 d1 mm
平均值
代入数据
d
d
i 1
2 0.00004 U mm 3 1010 m k 250 2U d
测量结果表示
U (6337 3) 1010 m
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
测量结果的相对误差
标 测 6328 6337 0 E 100 0 100 0 0 0.14 0 0 标 6328
M1 '
S
1'
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
3、白光照射下看到彩色干涉条纹 条件：对于等倾干涉，要求 d 接近于零；对于等厚 干涉，只有ห้องสมุดไป่ตู้ M1′、M2 交线附近才可以看到。
点光源照明产生的干涉图（非定域干涉） 两个相干的单色点光源所发出的球面波在空间多 处相遇皆可产生干涉，此干涉不局限于某一特定区域， 称为非定域干涉。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
五、数据处理
干涉环变化数 k1 位置读数
d1 mm
0 37.03005 250 37.10915 250 0.07910
50 37.04590 300 37.12505 250 0.07915
100 37.06170 350 37.14095 250 0.07925
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
四、实验内容
迈克尔逊干涉仪的调节
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。
迈克尔逊干涉仪调整和使用
2）在迈克尔逊干涉仪的一臂中，垂直插入折射率为1.45的透明薄膜，此时视场中观察到15个条纹移动，若所用照明光波长为500nm，求该薄膜的厚度。
提示：垂直插入折射率n=1.45的透明薄膜后，光程差改变： ，这个改变与移动的条纹以及波长关系： ， ，所以： 。
3）为什么M1和M2没有严格垂直时，眼睛移动干涉条纹会“冒出”或“缩入”？
（2）
即 （3）
（2） 增大时，程差 每改变一个波长 所需的 的变化值减小，即两亮环（或两暗环）之间的间隔变小。看上去条纹变细变密。反之 减小，条纹变粗变稀。
四、实验步骤：
1.仪器的调节
（1）使He-Ne激光束大致垂直于M1，即调节He-Ne激光器高低左右位置，使反射回来的光束按原路返回。
（2）装上观察屏E，可看到分别由M1和M2反射至屏的两排光点，每排四个光点，中间两个比较亮，旁边两个比较暗。调节M1和M2背面的三个螺钉，使两排光点一一重合，这时M1与M2大致互相垂直。
3.迈克耳逊干涉仪是精密的光学仪器，必须小心爱护。G1，G2，M1，M2的表面不能用手触摸，不能任意擦揩，表面不清洁时应请指导老师处理。实验操作前，对各个螺丝的作用及调节方法，一定要弄清楚，然后才能动手操作。调节时动作一定要轻缓。
4.测量调节中，有时会出现“空转”现象，即转动微调鼓轮而干涉图像不变的情况，这是由于微调鼓轮和粗调手轮没有同步，没有带动反射镜M2（动镜）移动所致。此时，将粗调手轮转动一下，再向同一方向转动微调鼓轮即可。
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。
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院（系）名称
物理系
班别
班
姓名
专业名称
物理学（师范）
学号
实验课程名称
普通物理实验
实验项目名称
迈克尔逊干涉仪的调整与使用
实验时间
201 年 月 日
实验地点
光学实验室
实验成绩
指导老师签名
内容包含：实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验结果与分析、实验心得
3、
六、实验心得
1、实验中，应尽可能耐心地读准数据，或读多次取平均值，减少人为造成误差。
2、数条纹是比较容易造成误差的，因为人眼不可能一直盯着不休息。关键在于基准点的确立，最好是以不动点作为基准点，比如边框，这样就可以休息，测出的数据也比较准。
3、这个实验的难点在于实验原理和实验仪器的认识与调节，不在于数据。
一、实验目的
（1）了解迈克尔逊干涉仪的光学结构及干涉原理，学习其调节和使用方法；
（2）学习一种测定光波波长的方法，加深对等倾、等厚干涉的了理
（3）测量He-Ne激光波长。
二、实验使用仪器与材料
迈克尔逊干涉仪、钠光灯、毛玻璃屏、激光光源等。
3、实验步骤
【实验步骤】
观察扩展光源的等倾干涉条纹并测波长：
1点燃钠光灯，使之与分光板G１等高并且位于沿分光板和M１镜的中心线上，转动粗调手轮，使M１镜距分光板G１的中心与M１镜距分光板G１的中心大致相等(拖板上的标志线在主尺32 cm 位置)。
2在光源与分光板G１之间插入针孔板，用眼睛透过G１直视M２镜，可看到2组针孔像。细心调节M１镜后面的 3 个调节螺钉，使 2 组针孔像重合，如果难以重合，可略微调节一下M２镜后的3个螺钉。当2组针孔像完全重合时，就可去掉针孔板，换上毛玻璃，将看到有明暗相间的干涉圆环，若干涉环模糊，可轻轻转动粗调手轮，使M２镜移动一下位置，干涉环就会出现。
5始终沿原调零方向，细心转动微调手轮，观察并记录每“涌出”或“陷入”100个干涉环时，M１镜位置，连续记录5次。
四、实验数据整理与归纳
N =50
I
圈数
位置I
1
0
2
50
3
100
4
150
5
200
6
250
7
300
8
350
9பைடு நூலகம்
400
10
450
△d=((△d10-△d50)+( △d9-△d4)+( △d8-△d3)+( △d7-△d2)+( △d6-△d1))／25=
3再仔细调节M１镜的2个拉簧螺丝，直到把干涉环中心调到视场中央，并且使干涉环中心随观察者的眼睛左右、上下移动而移动，但干涉环不发生“涌出”或“陷入”现象，这时观察到的干涉条纹才是严格的等倾干涉。
4测钠光D双线的平均波长。先调仪器零点，方法是：将微调手轮沿某一方向(如顺时针方向)旋至零，同时注意观察读数窗刻度轮旋转方向；保持刻度轮旋向不变，转动粗调手轮，让读数窗口基准线对准某一刻度，使读数窗中的刻度轮与微调手轮的刻度轮相互配合。
波长=2×△d／N= 误差=（）/589*100%=%
5、实验结果与分析
1、钠光波长范围在589nm左右，误差不大，数据符合常理。
2、实验误差主要有一下几个：1,仪器本身震动，2，条纹有宽带的确定3，读数的滚轮上面精确度有限。4，人眼观察偏差，这个误差比较大5，波长不是单色有宽度。6，仪器本身零件间空隙
4\光学实验比较难，但通过这三个实验的亲自实践的过程，虽然遇到了很多困难，我确实学到了很多东西，通过实验，我的信心也提高了。
5、体会到科研人员科研成果的成果来之不易，要好好珍惜。好好学习。。