大学物理实验论文02
大学物理实验论文(5篇)

大学物理实验论文(5篇)高校物理试验论文(5篇)高校物理试验论文范文第1篇物理学是一门试验科学,物理试验是物理学进展的基础。
也可以说是“系统工程”,它集力、热、声、光、电于一体。
高校物理试验作为一门独立设制的课程,是同学动手、观看、制造思维、处理数据、总结写作等综合力量提高的过程,有着其他课程不行替代的作用。
因此不能教条学习,只是简洁地照猫画虎,测几组数据。
应使知其然,还能举一反三,循序渐进。
要在全学年试验中,致使综合力量有全面“质”的飞跃。
只有这样才能真正起到熬炼实效,这就要求试验老师在每个试验过程中乐观引导同学的学习欲望。
2利用物理学史激发同学的爱好光学是讨论客观世界中有关光现象规律的一门学科,通过大量历史资料和出土文物的分析讨论,充分证明我国古代光学在世界科学技术史中的重要贡献。
当时物理学领域内成就最大的是墨家,它是由鲁国的墨翟(公元前480~39年)和他的弟子等所创立。
《墨经》是墨家的集体创作成果,它比古希腊欧几里得(公元前330~275年)“光学”还早百余年,不仅是中国光学的先驱,在世界光学史中也占据先的地位。
《墨经》对光的直进律,做出了精辟的记载,认为从物体上发出来的光线,似乎箭矢一样(“光之人,照若射”),通过精细的观看试验发觉,当两个光源同时照一物,产生本影和半影,还给投影下了一个科学定义:光有所遮挡的地方就是影。
墨家依据光的直进律,制成了世界上最早的针孔照相机。
在十一、十二世纪间,我国科学家郭守敬依据光学原理制成了各种天文仪器,观测天象,取得了丰硕成果[4]。
在教学中我们感到,上试验课缺少足够的时间,应当将试验仪器的一些改进通过演示,使同学明白其有用与便捷。
而我们只能见缝插针,简洁叙述。
例如:在薄透镜测焦距的试验中,以前成像的像屏用的是一个喷漆薄铁片。
共轭法测焦距,要求同学们在观看到大小两个像,我们说这叫“大像追小像”,追的结果是看两像的中心是否重合,这一步是用成像的方法(细调)验证粗调是否调好了,是否“同轴等高”。
大学物理实验小论文

大学物理实验小论文 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020大学物理实验小论文班级姓名学号摘要:主要介绍我在本次大学物理实验中获得的知识与体会。
关键词:认识体会数据处理总结一、对大学物理实验的认识大学物理实验是非常重要的基础课,其目的是培养我们掌握实验的基本理论、方法和技巧;培养我们严谨的思维能力和创新精神,特别是与现代科学技术发展相适应的综合能力;培养严肃认真的工作作风和科学态度。
对于我们将来独立从事实际工作是十分有必要的。
二、大学物理实验中的体会1、养成实验前预习的好习惯。
实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要认真地预习,才能在课上更好的学习,收获的更多、掌握的更多。
根据实验教材的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的,基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能,正确的操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。
然后写预习报告,包括目的,原理,仪器,操作步骤等。
2、上课时认真听老师做讲解,切记老师所讲的重点内容。
记下老师实验指导的内容有助于自己实验时避免犯错及实验报告的书写。
3、大学物理实验培养了我做事的耐心与细心。
课堂操作时需要严格的遵守实验的各项原则,要将仪器放置在合理的位置,以方便使用和确保安全。
读数,需要有足够的耐心和细心,尤其是对一些精度比较高的仪器,读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心。
对于数据的记录,则要求我们要有原始的数据记录,它是记载物理实验全部操作过程的基础性资料。
4、培养自己的动手能力。
现在,大学生的动手能力越来越被人们重视,大学物理实验正好为我们提供了这一平台。
每个实验我都亲自去做,不放弃每次锻炼的机会。
三、大学物理实验数据处理1、作图法选取适当的自变量,通过作图可以找到反映物理量之间的变化关系,并便于找出其中的规律,确定对应量的函数关系。
物理实验设计论文(5篇)

物理实验设计论文(5篇)物理试验设计论文(5篇)物理试验设计论文范文第1篇一、试验设计教学的必要性1996年上海高考第四(5)题要求测定陶瓷管上匀称电阻膜的厚度,就属于设计型试验.但由于题目给出了全部试验器材和全部相关量,使试验定位在电阻或电阻率的测定上,又大大降低了试验难度,只属于局部设计型试验.无论命题者出于何种考虑,设计型试验究竟半遮半掩地消失了,这多少给教学工提了个醒.1.从小处着眼,加强试验设计教学上海作为高考改革的试点城市,其胜利的改革将为全国高考供应可能的改革方向,甚至一些新奇的题型和情境,都可能为全国高考所借鉴.如1996年全国高考第21题就是从1995年上海高考第一(5)题脱胎而来的.无疑上海高考关于试验设计的考查是又一个胜利的改革举措,极有在全国推广的价值.而物理《考试说明》中要求“会用在这些试验中学过的试验方法”,也为试验设计的考查在全国的推广供应了可能.2.从大处着眼,加强试验设计教学闻名核物理学家钱三强先生在为郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》所作的序中,曾严峻指出:“今日我们科学界有一个弱点,这就是思想不很活泼,这或许跟大家过去受的教育有肯定关系……”我们经常教育同学“应当……”“必需……”;我们的考试题目经常不惜笔墨描述背景、附加条件,最终只有一个小小的空格“是……”.这样培育选的人才在学校是好同学,步入社会是好职员,大脑中只是机械地跳动着两个问题:“你要我做什么?你要我怎么做?”工作经常:“完成”的相当美丽,但思想僵化,毫无创见.这正是我们的悲伤!长期以来的这种教育选拔模式,致使我们现在仍只能在很羞怯地提到几个美籍华人时才有一种借来的荣光与骄傲!思想不活跃,是由于我们给了同学太多的“必需”的限制;思想僵化,是由于我们留给同学太少的“可能”的余地.试验设计的教学,正是活跃思想,培育力量的一种好方法,授以试验的基本方法,让同学自己去考虑有哪些可能的做法,自己会怎么做.二、试验设计的基本方法1.明确目的,广泛联系题目或课题要求测定什么物理量,或要求验证、探究什么规律,这是试验的目的,是试验设计的动身点.试验目的明确后,应用所学学问,广泛联系,看看该物理量或物理规律在哪些内容中消失过,与哪些物理现象有关,与哪些物理量有直接的联系.对于测量型试验,被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示;对于验证型试验,在相应的物理现象中,怎样的定量关系成立,才能达到验证规律的目的;对于探究型试验,在相应的物理现象中,涉及哪些物理量……这些都是应首先分析的.举例来说,要测定地球表面四周的重力加速度,我们就应检索:在所学学问范围内,哪些内容涉及到重力加速度,它与其他物理量有何定量关系,并一一排列出来:(1)在静力学中,静止物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力大小就等于重力,即T=N=mg.若T(或N)和m能测出,则重力加速度g可测定.(2)在超重或失重(但不完全失重)系统中,F-mg=±ma.若F、a 和m可测出,则重力加速度g可测定.(3)在运动学中,物体从光滑斜面上由静止下滑,s=12gsinθt2.若s、θ和t可测定,则重力加速度g也可测定.(4)在运动学中,物体从粗糙斜面上由静止下滑,s=12(gsinθ-μgcosθ)t2.若s、θ、μ和t可测,则重力加速度g也可测定.(5)自由落体运动中,h=12gt2.若h和t可测出,则重力加速度g 也可测定.(6)用重力加速度测定仪测定.(7)在平抛运动中,竖直方向在连续相等的时间内位移之差Δy=gt2.若Δy和t可测,重力加速度g同样可以测出.(8)在斜抛运动中,水平射程可以表示为x=v02sin2θ/g.若x、v0和θ可测出,则重力加速度g也可测出.(9)单摆做简谐振动时,其周期可以表示为T=2πl/g.若T和l可测,则g可测.(10)在焦耳测定热功当量的试验中,若能测出水的质量和上升的温度,算出水增加的内能,再测出重物的质量和下落的高度,同样可测定重力加速度.(11)带电粒子在的匀强电场平行板电容器中平衡时,mg=qU/d.若U、d和带电粒子的荷质比(q/m)可测定,则g可测出.(12)假设一物体在地球表面四周绕地球做圆周运动,mg=GMm/R2,g =GM/R2.…………2.选择方案,简便精确对于每一个试验目标,都可能存在多条思路、多种方案.教材中关于某个试验目标的试验方案,也只是众多方案中的一种,而且不肯定是最好的一种,而只是较可行的一种.那么在众多试验方案中,我们应如何选择呢?一般来说,选择试验方案主要有三条原则:(1)简便性原则即要求所选方案原理简洁、操作简便,各量易测.应尽量避开实施那些原理简单、操作繁琐和被测量不易直接测量的试验方案.(2)可行性原则试验方案的实施要平安牢靠,不会对人身和器材造成危害;所需装置和器材要易于置备,不能脱离实际,不能超消失有条件.(3)精确性原则不同的试验方案,其试验原理、所用仪器以及试验重复性等方面所引入的误差是不同的.在选择方案时,应对各种可能的方案进行初步的误差分析,尽可能选用精确度高的试验方案.以上三原则通常要综合考虑.在前述方案中,方案(1)中常用的测力计误差较大;(2)中F和a均不易测定;(3)中θ和t不易测定且难以保证斜面足够光滑;(4)中θ、t和μ均不易测定;(5)中若用秒表计时人为因素较大,若用打点计时器计时,纸带受振针阻力与通常小物块所受重力相比不能忽视;(6)中仪器先进但一般中学没有;(7)中若用闪光照像技术则是一种好方案,但设备和技术都达不到要求,若用平抛运动的讨论方法误差较大;(8)中θ和v0的测量难度较大;(9)中相对而言较切合中学实际;(10)中需测定的物理量多且很难实行绝热措施;(11)中学阶段不易测定荷质比;(12)只是一个思想试验,无法付诸实践,但可估算,代入数据得g =9.857m/s2,与标准值9.81m/s2只相差4.8.综上所述,中学阶段通常采纳单摆法测定重力加速度.3.依据方案,选定器材试验方案选定之后,考虑该方案需要哪些装置,被测量与哪些物理量有直接的定量关系,这些物理量分别需用什么仪器来测定,从而确定整个试验需要哪些器材.在“用单摆测定重力加速度”的试验中,是利用单摆装置来进行试验的,故需铁架台、细线和摆球等来组装单摆.重力加速度可表示为g=4π2l /T2,周期需用秒表测定;摆长l是从悬点到摆球中心的距离,因此需用米尺和游标卡尺分别测定摆线长度l和摆球直径d.从试验原理表达式可以看出,试验与摆球质量无关,故毋需使用天平.当然,从试验便利性和精确性角度考虑,还需对所选器材作进一步要求,以期把系统误差降到最小.如上述器材中,摆线的伸缩性和质量应较小,摆球的质量应较大.摆线伸缩性大,其长度会随拉力变化而变化;摆球与摆线质量相差越小,系统(摆线和摆球)质心偏离摆球中心越远,误差就越大.为了便于观看,摆球振动的路径宜长,但又要确保单摆做简谐振动,故摆线宜长些,常取1米左右.4.拟定步骤,合理有序试验之前,要做到心中有数:如何组装器材,哪些量先测,哪些量后测,应从正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的试验步骤.对一些可直接测量的物理量,可先行测量;对需通过试验装置才能测定的物理量,须先组装器材,再进行试验、观看和测量.在“利用单摆测定重力加速度”的试验中.原理表达式g=4π2l/T2中的l和T分别为单摆的摆长和单摆做简谐振动的周期.因此应先组装单摆,再测定摆长,最终让单摆做简谐振动,测定周期T.依据所测数据计算出重力加速度g的值.至于过程细节不再赘述.5.数据处理,误差分析高考对此要求不高,但常用的数据处理和误差分析的方法还是应当把握,在设计试验时也应予考虑.三、建议物理试验设计论文范文第2篇。
大学物理实验论文范文

大学物理实验论文范文推荐文章有关大学物理课程小论文范文热度:高中物理教学研究论文范文热度:浅谈初二物理论文范文热度:浅谈大学物理教学毕业论文范文热度:浅谈大学物理教学论文范文热度:大学物理实验是一门着重培养大学生综合能力和素质的课程。
因此,关于提高大学物理实验教学有效性的研究具有重要的理论和现实意义。
下面是店铺为大家整理的大学物理实验论文,供大家参考。
大学物理实验论文范文一:大学物理实验教学改革与创新摘要:基于对当前大学物理实验教学的现状和存在的不足,提出几点关于大学物理实验教学改革与创新的构想。
灵活的大学物理实验教学模式、多样的实验考核评价机制、参与校际间的实验竞赛,以及鼓励学生主持或参与大学生实验创新项目,将有助于提高学生对大学物理实验学习的兴趣。
关键词:大学物理实验;实验教学改革;实验模式创新基础物理学历经三四个世纪的发展已经逐渐成为一门相当完备的学科。
基础物理学中的知识也已经运用到人们生活中的方方面面。
相比于基础物理学,大学物理课程则做了相当多的简化。
对于工科这些非物理学专业的学生来说,大学物理作为公共基础课程,课程的简化是合理的,为学生学习其本专业的课程节省了更多的时间。
物理学有理论物理学和实验物理学。
同样,大学物理的教学过程中也分为理论讲授和实验教学两部分。
实验是一门非常重要而且是必须需要掌握的科学,然而在大学物理的教学过程中,实验教学部分通常是被老师和学生忽略的一部分。
大学物理实验是非常基础的一门实验课程,它是连接理论教学过程中学生对理论知识的感性认知到实际可操控的实验科学知识的桥梁[1-2]。
更深层次的科学研究也分理论研究和实验探索,而大学物理实验是将来更深层次实验研究的基础。
笔者结合近一年来对大学物理课程的讲授与大学物理实验课程的教学过程中所遇到的问题,以及课下与学生的交流、探讨、思考,提出几点关于大学物理实验改革与创新的构想。
1大学物理课程与实验教学的现状1.1理论与实验的脱节目前,大学物理的理论讲授和实验教学是分开,而且理论授课的老师和实验教学的老师是不同的老师。
大学物理实验(二)论文总结

大学物理实验数据处理及误差分析的研究摘要:对在这一年的物理实验过程中用到的各种实验数据处理以及误差分析的方法进行总结。
关键词:数据处理,误差分析,不确定度引言:1.物理实验是解决有关物理问题的重要方法,解释物理实验过程中每个数据出现的意义,使人们通过物理实验对知识的创新,或能够把知识引用到其他可以引用的知识点上。
本文提出了在物理实验中常出现的数据问题及解决方式。
2.略微谈一下电脑软件在数据处理方面的优缺点及适用对象。
物理实验有自己的实验目的、实验知识、实验方法,在实践活动中要理解实验的作用,实验的过程和结果。
使所学的知识得到巩固,这样学生的思维和操作能力才能不断提高,同时学生在实验中明白每个出现的数据,并进行整理和分析。
实验数据的处理方法实验结果的表示,首先取决于实验的物理模式,通过被测量之间的相互关系,考虑实验结果的表示方法。
常见的实验结果的表示方法是有图解法和方程表示法。
在处理数据时可根据需要和方便选择任何一种方法表示实验的最后结果。
(1)实验结果的图形表示法。
把实验结果用函数图形表示出来,在实验工作中也有普遍的实用价值。
它有明显的直观性,能清楚的反映出实验过程中变量之间的变化进程和连续变化的趋势。
精确地描制图线,在具体数学关系式为未知的情况下还可进行图解,并可借助图形来选择经验公式的数学模型。
因此用图形来表示实验的结果是每个中学生必须掌握的。
图解法主要问题是拟合面线,一般可分五步来进行。
①整理数据,即取合理的有效数字表示测得值,剔除可疑数据,给出相应的测量误差。
②选择坐标纸,坐标纸的选择应为便于作图或更能方使地反映变量之间的相互关系为原则。
可根据需要和方便选择不同的坐标纸,原来为曲线关系的两个变量经过坐标变换利用对数坐标就要能变成直线关系。
常用的有直角坐标纸、单对数坐标纸和双对数坐标纸。
③坐标分度,在坐标纸选定以后,就要合理的确定图纸上每一小格的距离所代表的数值,但起码应注意下面两个原则:a.格值的大小应当与测量得值所表达的精确度相适应。
物理实验期考论文2

物理实验期考论文—对牛顿第二定律的验证的探讨学校:学院:职业技术师范学院专业:姓名:学号:实验组:时间:对牛顿第二定律的验证的探讨摘要:此论文主要是介绍了利用实验的方法验证牛顿第二定律的正确性。
并介绍与此实验有关仪器的构造和使用方法,使实验者学会测量物体的速度和加速度的方法。
关键词:牛顿第二定律气垫导轨光电计时系统引言:物理实验是理工科学生应该独立掌握的实践性课程。
它使学生可以得到系统实验方法和实验技能的训练,同时在此过程中将有助于学生作风、态度及品德的培养和素质的提高。
所以此论文选取了常见且较易操作的牛顿第二定律研究,以期利用对此实验的探讨来总结本学期实验课的得与失。
正文:【实验目的】(1)熟悉气垫导轨的构造,掌握正确的使用方法。
(2)熟悉光电计时系统的工作原理,学会用光电计时实施系统测量短暂时间的方法。
(3)学会测量物体的速度和加速度。
(4)验证牛顿第二定律。
【实验仪器】气垫导轨、气源、通用电脑计数器、游标卡尺、物理天平、砝码及天平【实验原理】(1)采用气垫技术,使被测物体“漂浮”在气垫导轨上,没有接触摩擦,只用气垫的粘滞阻力,从而使阻力大大减小,实验测量值接近于理论值,可以验证力学定律。
(2)电脑计数器(数字毫秒计)与气垫导轨配合使用,使时间的测量精度大大提高(可以精确到0.01ms),并且可以直接显示出速度和加速度大小。
(3)测速度。
利用气垫导轨测量物体通过已知距离x∆所需的时间t∆,则xvt∆=∆。
如果t∆足够小,可把xvt∆=∆看作瞬时速度。
(4)测加速度。
分别测出气垫导轨上相距S的两点的速度,利用22212v v as-=•∆(5)利用牛顿第二定律F=Ma。
F为系统所受的合外力,M为系统的总质量,a为系统的加速度。
由式可知F越大,加速度a也越大;且F/a是一常量:在恒力的作用下,M大的物体,对应的加速度小。
反之亦然。
【仪器介绍】气垫导轨的简介:力学实验最困难的问题就是解决摩擦力对测量的影响。
关于物理学术论文范文(2)

关于物理学术论文范文(2)关于物理学术论文范文篇二物理实验促进物理学习一、物理实验对于物理学习的重要性物理学是一门以实验为基础的科学,物理实验不仅能活化物理知识,还能引导学生像科学家一样去观察周围的现象。
因此,物理实验对学生的心理发展、个性的张扬、提高学生间合作意识和能力、体验和感悟科学本质等方面都有不可替代的作用。
1.培养学习物理的兴趣爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的老师”,由于物理实验具有真实、直观、生动的特点,学生对于物理实验有着天生的、强烈的好奇心,因此,在物理教学中实施实验教学是激发学生学习的最佳时机。
如果在物理实验中抹杀了学生的这种天性,那么学生学习物理的兴趣就荡然无存,更谈不上学生创新能力的培养。
通过平时的物理教学发现物理实验能激发学生学习的乐趣。
2.体验生活物理的生动许多物理概念和规律都是从大量的生活事例中归纳出来的,并通过实验不断的验证、发展,最终服务人类。
学生在成长过程中,经历许多事实,从而使他们有很多感性的物理知识,因此在教学中通过实验可以让学生经历物理规律形成的过程,使学生的感性知识上升为理性知识,这是形成概念、获得物理规律的基本方法。
如果离开物理实验,学生学习物理就会脱离活生生的物理世界,无法激发学习热情。
3.提高科学探究的能力物理实验可以揭示物理概念、规律的形成过程,实验的观察、数据记录、数据的分析、结论的获得,都能提高学生的各种能力,包括学生的归纳能力。
因此,教师通过精心设计探究实验,逐步提高学生科学探究能力,培养学生的创新能力,形成科学的学习方法,实现学生学习方式的改变。
4.促进科学态度的形成教学效率不仅指对物理知识与技能的掌握多少,也包括经历学习过程与形成科学的学习方法、正确的情感态度价值观方面的效率。
在实验教学中,虽然学生会少做很多的题目,少听教师很多的讲解,但实验的科学性和对待实验的严谨态度,以及学生经历的知识形成过程,形成主动学习,获得归纳能力、分析能力,形成的科学态度是学生宝贵的财富。
2024年我国大学物理实验论文

2024年我国大学物理实验论文一、大学物理实验的重要性大学物理实验是物理学理论知识的延伸和拓展,是学生接触科学研究、培养科学素养的重要途径。
通过实验,学生能够更加深入地理解物理学的基本原理和定律,掌握实验技能和方法,培养观察、分析和解决问题的能力。
同时,物理实验还能够激发学生的创新思维和探究精神,为未来的科学研究和技术创新打下坚实的基础。
二、大学物理实验教学的现状目前,我国大学物理实验教学的整体水平已经有了很大的提高。
许多高校都建立了现代化的物理实验室,配备了先进的实验设备和仪器。
实验教学的内容和方法也在不断地更新和改进,更加注重学生的实践能力和创新能力的培养。
然而,在实验教学中仍然存在一些问题,如实验课程设置不合理、实验内容单一、教学方法陈旧等。
三、大学物理实验教学中存在的问题实验课程设置不合理目前,一些高校的物理实验课程设置仍然沿用传统的模式,缺乏创新性和实用性。
实验项目单一,缺乏足够的选择性,不能满足不同专业、不同层次学生的需求。
同时,实验课程的安排也不尽合理,往往与理论课程脱节,难以形成有机的整体。
实验内容单一很多高校的物理实验内容过于陈旧,缺乏更新和创新。
实验项目主要集中在经典物理学领域,如力学、电磁学等,而现代物理学领域的实验内容相对较少。
这不仅限制了学生的视野和知识面,也难以激发学生的学习兴趣和探究欲望。
教学方法陈旧一些物理实验课程仍然采用传统的教学方法,如教师演示、学生模仿等。
这种教学方法不利于培养学生的独立思考能力和创新精神。
学生往往只是被动地接受实验知识和技能,缺乏主动参与和探究的机会。
四、改进大学物理实验教学的建议针对以上存在的问题,本文提出以下改进建议:优化实验课程设置高校应根据不同专业、不同层次学生的需求,优化物理实验课程的设置。
增加现代物理学领域的实验内容,拓宽学生的知识面和视野。
同时,合理安排实验课程的时间和进度,确保与理论课程的有机衔接。
更新实验内容高校应不断更新物理实验内容,引入新的实验项目和技术。
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浅谈迈克尔逊干涉仪
材料科学与工程 0510班韩达
0120501010618
在物理量的测量中,有时由于被测量量过分小,以至无法被实验者或仪器直接感受和反应,此时可先通过一些途径将被测量量放大,然后再进行测量,放大被测量量所用的原理和方法称为放大法。
光的干涉是重要的光学现象之一,是光的波动性的重要实验依据。
两列频率相同、振动方向相同和位相差恒定的相干光在空间相交区域将会发生相互加强或减弱现象,即光的干涉现象。
-7~8×10-7 m之间),根据干涉条纹数目和间距的变化与光程差、波长等的关系式,可以推出微小长度变化(光波波长数量级)和微小角度变化等。
迈克尔逊干涉仪是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作,为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。
它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
它的特点是光源,两个反射面,接受器(观察者)四者在空间完全分开,东西南北各据一方,便于在光路中安插其它器件。
利用它可以观察到很多干涉现象,例如在近代物理和近代计量技术中,如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。
利用该仪器的原理,研制出多种专用干涉仪。
关键词:干涉光程差波长位移明纹暗纹
(一)迈克尔逊干涉仪的原理
(1)光路图:
(2)干涉原理:从光源 S 发的光照射到分光镜 G 1 上,光被分成两束,反射光入射到平面反射镜 M 1 , 透射光经补偿镜 G 2 入射到平面反射镜 M 2 ,两束光分别被 M 1 、 M 2 反射,重新在 G 1 处会合,若满足相干条件就会产生干涉效应。
迈克尔逊干涉仪产生干涉的原理与“空气平板”所产生的干涉相同,在测量光波长时,首先将仪器调出较少的等倾条纹,仪器的附加光程为入 /2 。
则中央处的光程差:
Δ =2h+ 入 /2 ( 5 — 1 )
式中: h — M 1 与 M 2 ' 之间的距离入—光源的波长
若中央调成一个暗斑时,则光程差
Δ = ( m + 1/2)入( 5 — 2 )
由式( 1 — 1 )和( 1 — 2 )得: :
2 h = m 入 2 Δ h = Δ m 入
其中:Δ h = h 1 - h 2 Δ m = m 1 - m 2
式中:Δ h — M 1 移动的距离
Δ m —暗斑变化的次数
当Δ m = 1 时 , 则Δ h = 入 /2 就是说,当中心暗斑变化一次(即移动一个条纹)时, M 1 移动了入 /2 的距离,所以 :
入 = 2 Δ h / Δ m ( 5 — 3 )
用上式就可计算出被测光源的波长。
(3)干涉图形
(二)迈克尔逊干涉仪的应用:
1.如何用麦克尔干涉仪测量固体透明波片折射率或厚度
用白光作为光源,当视场中间出现中央亮条纹时,在M2和G1之间放入折射率为n,厚度为的透明物体,则此时程差要比原来增大
△L=2l×(2n-1)
因而中央条纹移出视场范围,如果将M2向G1前移d,使d=△L/2,则中央条纹会
重新出现,测出d及l,可由式d=l(n-1)求得折射率。
2.测量微小位移
可以根据公式△d=N×λ/2求得,N是单色光的波长,N是干涉条纹吞吐的次数,在波长λ已知的情况下,就可求出微小位移了。
3.测光波波长
通过移动M 1的位置,使M 1与M 2之间的距离d增加,对于屏上的某一级条纹,会增加相应的θ角,因此,条纹将沿半径向外移动,从屏上会看到干涉环从中心“冒”出来,反之,当距离d减少时,干涉环会一个一个向中心“缩”进去。
每“冒”或“缩”进一个干涉环,相应的光程差改变了一个波长,所以,当距离改变了△d时,观察到了N个干涉环,则有:△d=N×λ/2 从而可以测光波波长。
(三)结论
迈克尔逊干涉仪利用干涉现象在照相技术、测量技术、平面角检测技术、材料应力及形变研究等领域有着广泛地应用。
特别是在精密的测量技术中发挥着不可替代的作用。
参考资料:
《大学物理试验》龙作友武汉理工大学
《大学物理》汪晓元武汉理工大学
《光学》赵凯华
《光学近代物理》钟锡华
《光学》郭光灿
《麦克尔孙干涉仪》王平中国科技大学。