物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论
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、原理和调节方法。
2、观察等倾干涉和等厚干涉条纹，加深对光的干涉现象的理解。
3、测量激光的波长。
二、实验原理迈克尔逊干涉仪是一种利用分振幅法产生双光束干涉的精密光学仪器。
其原理是一束光被分光板分成两束，一束经反射镜 M1 反射后沿原路返回，另一束经反射镜 M2 反射后也沿原路返回，两束光在分光板处相遇发生干涉。
当 M1 和 M2 严格垂直时，产生的是等倾干涉条纹。
此时，干涉条纹是一组同心圆环，条纹的形状取决于入射光的波长和两反射镜之间的距离 d。
当 d 增大时，条纹从中心向外“冒出”；当 d 减小时，条纹向中心“缩进”。
当 M1 和 M2 不严格垂直时，产生的是等厚干涉条纹。
此时，干涉条纹是与 M1 和 M2 交线平行的直条纹，条纹的间距与两反射镜之间的夹角以及入射光的波长有关。
三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、HeNe 激光器、扩束镜、观察屏等。
四、实验步骤1、仪器调节调节迈克尔逊干涉仪的底座水平，使仪器稳定。
打开激光器，使激光束大致垂直入射到分光板上，调节反射镜 M1和 M2 背后的三个调节螺钉，使反射回来的两束光在观察屏上重合，此时可以看到圆形的干涉条纹。
仔细调节 M1 和 M2 背后的螺钉，使干涉条纹的圆心位于观察屏的中心。
2、观察等倾干涉条纹缓慢移动 M1 镜，观察干涉条纹的变化，记录条纹“冒出”或“缩进”的个数。
3、观察等厚干涉条纹稍微旋转 M1 镜，使 M1 和 M2 不再严格垂直，观察等厚干涉条纹。
4、测量激光波长先记录 M1 镜的初始位置 d1。
缓慢移动M1 镜，当条纹“冒出”或“缩进”一定数量（如50 个）时，记录 M1 镜的位置 d2。
重复测量多次，计算激光的波长。
五、实验数据与处理1、测量激光波长的数据记录｜测量次数｜ M1 镜初始位置 d1 （mm) ｜ M1 镜最终位置 d2 （mm) ｜条纹变化数 N ｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜ 25321 ｜ 25875 ｜ 50 ｜｜ 2 ｜ 26158 ｜ 26712 ｜ 50 ｜｜ 3 ｜ 27025 ｜ 27580 ｜ 50 ｜2、数据处理根据公式：λ ＝2Δd ／ N，其中λ为激光波长，Δd ＝ d2 d1。
迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克耳逊干涉仪一.实验目的1.了解迈克尔逊干涉仪的结构和原理，掌握调节方法；2.用迈克尔逊干涉仪测量钠光波长和精细结构。
二.实验仪器迈克尔逊干涉仪、钠光灯、透镜等。
三.实验原理迈克耳孙干涉仪原理如图所示。
两平面反射镜M1、M2、光源 S和观察点E（或接收屏）四者北东西南各据一方。
M1、M2相互垂直，M2是固定的，M1可沿导轨做精密移动。
G1和G2是两块材料相同薄厚均匀相等的平行玻璃片。
G1的一个表面上镀有半透明的薄银层或铝层，形成半反半透膜，可使入射光分成强度基本相等的两束光，称G1为分光板。
G2与G1平行，以保证两束光在玻璃中所走的光程完全相等且与入射光的波长无关，保证仪器能够观察单、复色光的干涉。
可见G2作为补偿光程用，故称之为补偿板。
G1、G2与平面镜M1、M2倾斜成45°角。
如上图所示一束光入射到G1上，被G1分为反射光和透射光，这两束光分别经M1和M2反射后又沿原路返回，在分化板后表面分别被透射和反射，于E处相遇后成为相干光，可以产生干涉现象。
图中M´2是平面镜M2由半反膜形成的虚像。
观察者从E处去看，经M2反射的光好像是从M´2来的。
因此干涉仪所产生的干涉和由平面M1与M´2之间的空气薄膜所产生的干涉是完全一样的，在讨论干涉条纹的形成时，只需考察M1和M2两个面所形成的空气薄膜即可。
两面相互平行可到面光源在无穷远处产生的等倾干涉，两面有小的夹角可得到面光源在空气膜近处形成的等厚干涉。
若光源是点光源，则上述两种情况均可在空间形成非定域干涉。
设M1和M´2之间的距离为d，则它们所形成的空气薄膜造成的相干光的光程差近似用下式表示若M1与M´2平行，则各处d相同，可得等倾干涉。
系统具有轴对称不变性，故屏E上的干涉条纹应为一组同心圆环，圆心处对应的光程差最大且等于2d,d 越大圆环越密。
反之中心圆斑变大圆环变疏。
若d增加则中心“冒出”一个条纹，反之d减小则中心“缩进”一个条纹。
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！。
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。
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。
2.3、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。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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xx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。
2.3、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。
2.9、试总结迈克尔逊尔涉仪的调整要点及规律．
答：
调整要点：
1、粗调时，尽量使两像点重合在一起，为后面的细调节省时间。
2、细调时，朝吞吐减少的方向调，需耐心及细心。
3、鼓轮测量前须调零，且朝同一方向调节，以免产生空回误差。
4、做白光干涉实验，调粗调鼓轮，使干涉条件不断地在吞，此时即为向零光程位置调节。