迈克尔逊干涉仪实验报告

实验目的:
1)学会使用迈克尔逊干涉仪
2)观察等倾、等厚和非定域干涉现象
3)测量氦氖激光的波长和钠光双线的波长差。

实验仪器:
氦氖激光光源、钠光灯、迈克尔逊干涉仪、毛玻璃屏
实验原理:
1:迈克尔逊干涉仪的原理:
迈克尔逊干涉仪的光路图如图所示,光源S 出
发的光经过称。

45放置的背面镀银的半透玻璃板
1P 被分成互相垂直的强度几乎相等的两束光,光
路1通过1M 镜反射并再次通过1P 照射在观察平
面E 上,光路2通过厚度、折射率与1P 相同的玻
璃板2P 后由2M 镜反射再次通过2P 并由1P 背面的
反射层反射照射在观察平面E 上。

图中平行于1M 的'2M 是2M 经1P 反射所成的虚
像,即1P 到2M 与1P 到'2M 的光程距离相等,故从1P 到2M 的光路可用1P 到'2M 等
价替代。

这样可以认为1M 与'2M 之间形成了一个空气间隙,这个空气间隙的厚度
可以通过移动1M 完成,空气间隙的夹角可以通过改变1M 镜或2M 镜的角度实现。

当1M 与'2M 平行时可以在观察平面E 处观察到等倾干涉现象,当1M 与'2M 有一定的夹角时可以在观察平面E 处观察到等厚干涉现象。

2:激光器激光波长测量原理:
由等倾干涉条纹的特点,当θ =0 时的光程差δ 最大,即圆心所对应的
干 涉级别最高。

转动手轮移动 M1,当 d 增加时,相当 于增大了和 k 相应的θ 角 ,可以看到圆 环一个个从中心“冒出” ;若 d 减小时,圆环逐渐 缩小,最后“淹没”在中心处。

每“冒”出或“缩”进一个干涉环,相应的光程差改变了一个波长,也就是 M 与M ’之间距离 变化了半个波长。

若将 M 与 M ’之间距离改变了△d 时,观察到 N 个干涉环变化,则△d=N λ2 由此可测单色光的波长。

3:钠光双线波长差的测定:
在使用迈克尔逊干涉仪观察低压钠黄灯双线的等倾干涉条纹时,可以看到随着动镜1M 的移动,条纹本身出现了由清晰到模糊再到清晰的周期性变化,即反衬度从最大到最小再到最大的周期性变化,利用这一特性,可测量钠光双线波
长差,对于等倾干涉而言,波长差的计算公式为:Δλ=2
λ−2Δd 实验内容与数据处理:
(1)观察非定域干涉条纹
1)通过粗调手轮打开激光光源,调节激光器使其光束大致垂直于平面反光镜2M 入射,取掉投影屏E ,可以看到两排激光点
2)粗调手轮移动1M 镜的位置,使得通过分光板分开的两路光光程大致相等
3)调节1M 、2M 镜后面的两个旋钮,使两排激光点重合为一排,并使两个最亮的光点重合在一起。

此时再放上投影屏E ,就可以看到干涉条纹。

4)仔细调节1M 、2M 镜后面的两个旋钮,使1M 与'2M 平行,这时在屏上可
以看到同心圆条纹,这些条纹为非定域条纹。

5)转动微调手轮,观察干涉条纹的形状、疏密及中心“吞”、“吐”条纹随光程差改变的变化情况。

(2)测量He-Ne 激光波长
1)调整仪器的测量零点
2)向同一个方向缓旋动微调手轮,当观察到条纹显著的涌出或缩进时,开始记录此时1M 镜的位置0m 。

持续沿同一方向旋动微调手轮,条纹中心每“吞”或“吐”100条条纹记一次h 值,连续记录十次,并将数据记录在相应表格中,并计算出激光波长λ及其误差
(3)钠光双线波长差λ∆的测定
1)将光源换为钠灯,在钠光灯与1P 之间放置一块磨砂玻璃,并将投影屏E 取下,通过分光板A 直接观察干涉条纹。

2)缓慢旋动微调手轮,观察钠灯产生的干涉条纹的吞吐。

3)继续缓慢旋动微调手轮移动1M 镜,观察到条纹的反衬度周期变化,记录条纹从不可见到下个不可见时2M 的位置d 值,连续记录六次,讲数据记录在相应表格中,利用最小二乘法求出d ∆,计算钠光双线的波长差及其误差。

数据处理
由最小二乘法可得到
Δd 1 =0.03295mm
计算可得到波长λ=659nm
误差为:
|632.8−659.0632.8
|×100%=4.14% 由最小二乘法可得到Δd 2=0.28340mm
计算可得到波长差λ∆=0.6121nm
误差为:
|0.5967−0.61210.5967
|×100%=2.58% 实验分析讨论与结论:
本实验以迈克尔逊干涉仪为主要工具,观察了激光的等倾干涉和等厚干涉,并根据等倾干涉的特点,利用相关的公式测出了He-Ne 激光的波长以及钠光双线的波长差,由于仪器精度的影响,实验存在一定的误差,但在正常范围内,精度较高;在试验处理的时候如果不采用最小二乘法也可采用取平均值的方法,在一定程度上减小偶然误差的影响。

1:在计量图像“吞”下条纹时所移动的距离存在一定的误差,所以实验中一定要小心谨慎,细盘的转动要慢;对反衬度的判断也不足够精确。

2:大小鼓轮空转也会引起误差,所以每次测量必须沿同一方向旋转,不得中途倒退。

3:试验中的镜面只能大致的满足相互之间的几何关系,所以公式的推导有一定的误差,可在计算中加以适当的修正。

本次实验整体来看测得的实验数据符合要求。

结论:通过本次实验掌握了迈克尔逊干涉仪的使用,观察到了等倾干涉、等厚干涉的现象、较为准确的测出实验室所用He-Ne 激光的波长以及钠光双线的波长差。

参考文献:1:李朝荣、徐平、唐芳、王慕兵。

基础物理实验【M 】,北京航空航天大学出版社。

2:张三慧主编大学物理学,清华大学出版社。

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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实验目的:通过迈克尔逊干涉仪实验,观察干涉条纹的形成规律,了解干涉仪的工作原理,并掌握干涉仪的使用方法。

实验仪器:迈克尔逊干涉仪、激光器、反射镜、分束镜、调节螺丝等。

实验原理:迈克尔逊干涉仪是利用光的干涉现象来测量光的波长、折射率等物理量的仪器。

通过将光分成两束,让它们分别经过不同的光程,再合成在一起,观察它们的干涉现象,从而推断出光的性质。

实验步骤:1. 调整迈克尔逊干涉仪,使得激光器发出的光经过分束镜分成两束光线,分别经过反射镜后再次汇聚在一起。

2. 调节反射镜和分束镜的角度,使得两束光线相互干涉产生清晰的干涉条纹。

3. 观察干涉条纹的变化,记录下不同调节下的干涉条纹情况。

实验结果:通过实验观察,我们成功地在迈克尔逊干涉仪上观察到了清晰的干涉条纹。

随着反射镜和分束镜角度的微小调整,干涉条纹的位置和形状发生了变化,验证了干涉仪的工作原理。

实验结论:通过本次实验,我们深入了解了迈克尔逊干涉仪的工作原理和使用方法,掌握了观察干涉条纹的技巧。

同时也加深了对光的干涉现象的理解,为今后的学习和研究打下了基础。

自查报告:在实验过程中,我们严格按照实验步骤进行操作,确保了实验结果的准确性。

同时,我们也对实验原理进行了深入的理解和探讨,对干涉仪的工作原理有了更清晰的认识。

在实验结果的记录和分析上,我们也进行了详细的记录和总结,确保了实验报告的完整性和准确性。

总体而言,本次实验取得了良好的实验结果,达到了预期的实验目的。

同时,也让我们对光学实验有了更深入的了解,为今后的学习和科研工作提供了宝贵的经验。

“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
1、实验简介
“迈克尔逊干涉仪”(Michaelson Interferometer)是一种便携式、利用干涉测量法测量平面镜和实物形状及尺寸的精密仪器。

它是一种无源距离测量方法,它通过分析干涉图像返回的距离信息来获得目标曲面和表面的精度参数,可以方便的测量玻璃、金属、涂层等表面的特性参数。

本实验拟采用迈克尔逊干涉仪,研究多次反射平面波的干涉斑图,用以了解平面镜形状和尺寸的变化对反射波的影响。

2、实验仪器设备
实验所用仪器设备主要包括迈克尔逊干涉仪、两只不同直径0.8NM 和 1.4NM 钨丝、测量单元、以及一个可调节电压的电源等。

3、实验原理
迈克尔逊干涉仪运用了光干涉原理,它弥补了简单显微镜无法获得距离的缺陷。

它的原理首先用照相机对光斑进行测量,然后根据各种参数来计算出测量结果,拟采用迈克尔逊干涉仪测量多次反射的平面波的位置、距离等数据,根据测量结果分析干涉斑图形状及尺寸变化,从而获知平面镜形状和尺寸的变化情况。

4、实验步骤与程序
(1)将0.8NM 和 1.4NM钨丝分别装入迈克尔逊干涉仪,连接测量单元,使电源与仪器相连;
(2)微调光源、参考物表面和探测物体等参数,使光束垂直射入参考物表面;
(3)拍摄干涉图,用记录仪将数据采样储储;
(4)改变参考物表面的粗糙度及尺寸,重复步骤2和3;
(5)通过分析干涉斑图形状及尺寸变化,研究多次反射平面波的干涉斑图。

5、实验结果及分析
实验结果表明:不同参考物表面粗糙度和尺寸会导致干涉斑图形状及尺寸变化,反射波数量及位置也有相应变化,从而揭示了平面镜形状和尺寸的变化对反射波的影响。

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。

实验原理1. 迈克尔逊干涉仪的光路迈克尔逊干涉仪有多种多样的形式,其基本光路如图5.16.1所示。

从光源束光,在分束镜束1射出的半反射面发出的一上被分成光强近似相等的反射光束1和透射光束2。

反射光;光束2经过补偿板投向反射镜,反后投向反射镜,反射回来再穿过射回来再通过,在半反射面上反射。

于是,这两束相干光在空间相遇并产生干涉,通过望远镜或人眼可以观察到干涉条纹。

补偿板的材料和厚度都和分束镜相同,并且与分束镜平行放置,其作用是为了补偿反射光束1因在中往返两次所多走的光(来自: 写论文网:迈克尔逊干涉仪,实验报告)程,使干涉仪对不同波长的光可以同时满足等光程的要求。

2. 等倾干涉图样(1) 产生等倾干涉的等效光路如图2所示(图中没有绘出补偿板外,还可以看到镜经分束镜),观察者自点向镜看去,除直接看到镜的半反射面和反射的像。

这样,在观察者看来,两相干光束好象是由同一束光分别经涉仪所产生的干涉花样与形成时,只要考虑、、反射而来的。

因此从光学上来说,迈克尔逊干间的空气层所产生的干涉是一样的,在讨论干涉条纹的两个面和它们之间的空气层就可以了。

、和观察屏的相所以说,迈克尔逊干涉仪的干涉情况即干涉图像是由光源以及对配置来决定的。

(2) 等倾干涉图样的形成与单色光波长的测量当和镜垂直于镜时,与相互平行,相距为。

若光束以同一倾角入射在作垂直于光上,反射后形成1和两束相互平行的相干光,如图3所示。

过线。

因和之间为空气层,,则两光束的光程差为所以当固定时,由(1)式可以看出在倾角(1)相等的方向上两相干光束的光程差均相等。

由此可知,干涉条纹是一系列与不同倾角对应的同心圆形干涉条纹,称为等倾干涉条纹。

由于1、两列光波在无限远处才能相遇,因此,干涉条纹定域无限远处。

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。

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
实验目的:
通过迈克尔逊干涉仪实验,验证干涉现象,并测量出光的波长。

实验原理:
迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象来测量光波长的仪器。


由半透镜、分束镜、反射镜等部件组成。

当光线通过分束镜后被分
成两束光线,分别经过反射镜反射后再次汇聚在半透镜上,产生干
涉现象。

通过移动一个反射镜,观察干涉条纹的移动,可以测量出
光的波长。

实验步骤:
1. 调整迈克尔逊干涉仪,使得两束光线在半透镜上产生干涉现象。

2. 通过微调反射镜的位置,观察干涉条纹的变化。

3. 记录不同位置下的干涉条纹的位置。

4. 根据干涉条纹的移动情况,计算出光的波长。

实验结果:
经过实验测量,我们得到了光的波长为XXX纳米。

实验结论:
通过迈克尔逊干涉仪实验,我们验证了光的干涉现象,并成功测量出了光的波长。

实验结果与理论值相符,实验达到了预期的目的。

自查报告:
在实验过程中,我们注意到了一些问题。

首先,在调整干涉仪时,需要保证光线的稳定,避免外界干扰。

其次,在测量干涉条纹位置时,需要精确记录数据,以减小误差。

在今后的实验中,我们将更加注意这些细节,以提高实验的准确性和可靠性。

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迈克尔逊干涉仪,听起来高大上,其实就是一种用来测量光波性质的仪器。

它的设计精巧得很,主要用来研究干涉现象。

说起干涉,简单来说,就是两束光波相遇时,可能会互相增强或抵消。

这样的现象在科学研究中非常重要。

一、迈克尔逊干涉仪的结构与原理1.1 结构迈克尔逊干涉仪由几个主要部分构成。

首先,有个光源。

然后是分光镜,把光分成两束。

接着,有两个反射镜,光线在这儿反射后,再次汇聚。

最后,合光的地方就是观察屏。

想象一下,光线就像两条小路,互相交叉。

这个设计让我们能够清晰地看到干涉条纹,神奇吧?1.2 原理干涉的原理其实很简单。

当两束光波相遇时,如果它们的波峰和波峰重合,就会加强;如果波峰和波谷重合,就会相互抵消。

这就是干涉现象的根本。

通过这种方式,迈克尔逊干涉仪能够测量光的波长,甚至是微小的变化。

二、实验步骤与过程2.1 准备工作在开始实验之前,首先要确保仪器各部分安装牢固。

光源要亮,分光镜要摆正。

这样的准备工作虽然麻烦,但非常关键。

小细节决定成败,大家懂的。

2.2 调整仪器调整仪器是个技术活。

反射镜的角度要调得刚刚好。

要是角度偏了,干涉条纹就模糊不清。

像个画家,认真地调整每一个细节,才能呈现出最美的画面。

2.3 观察干涉条纹一切准备就绪后,打开光源。

光线经过分光镜,形成两束光。

这时,观察屏上会出现一系列明暗相间的条纹。

哇,那感觉就像在看一幅动人的画卷!每一条条纹都在告诉我们光的奥秘,真是让人惊叹不已。

三、数据记录与分析3.1 数据记录实验过程中,要仔细记录每一次观察到的干涉条纹数量和相应的光源波长。

这些数据非常重要,可以帮助我们进一步分析干涉现象。

科学实验就是这样,数据就是我们的金钥匙。

3.2 数据分析分析数据时,要认真对比干涉条纹与光波长的关系。

每次计算都要小心翼翼,不能出错。

通过这些数据,我们能了解光的性质,还能探索更多未知的领域。

科学的魅力就在于此,永远有新的发现等着我们。

四、总结迈克尔逊干涉仪的实验不仅让我领略了光的奇妙,也让我体会到科学探索的乐趣。

迈克尔逊干涉仪的使用实验报告

迈克尔逊干涉仪的使用实验报告英文回答:The Michelson interferometer is a scientific instrument that uses interference to measure the velocity of light or the length of objects. Light is split into two beams, which are reflected by mirrors and recombined. The interference pattern can be used to determine the difference in the distances traveled by the two beams.I used a Michelson interferometer to measure the wavelength of a laser. I first set up the interferometer by aligning the mirrors so that the interference pattern was visible. I then placed the laser in the path of one of the beams. The interference pattern changed, and I was able to use the change to calculate the wavelength of the laser.The Michelson interferometer is a very sensitive instrument. It can be used to measure very small changes in distance, such as those caused by the expansion of amaterial when it is heated. The interferometer can also be used to measure the velocity of light with great accuracy.中文回答:迈克尔逊干涉仪是一种使用干涉来测量光速或物体长度的科学仪器。

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利用光的干涉现象测量间距的仪器。

它是由美国物理学家亚伯拉罕·迈克尔逊于1881年发明的。

迈克尔逊干涉仪广泛应用于光学、激光技术、光纤通信等领域。

本实验旨在通过搭建迈克尔逊干涉仪并进行实验,了解其原理和应用。

实验设备•He-Ne氦氖激光器•1/10波片•片玻璃•半反射膜•波长计•读数显微镜•测距器实验原理迈克尔逊干涉仪利用光的波动性和波的干涉原理进行测量。

它由一个分束器、一面半反射镜、两面平行平板镜和一个光源组成。

光源发出的光经过分束器分为两束,一束经过半反射镜反射,另一束直接透射,然后它们分别在两面平行平板镜上反射,并最后再次汇聚在一起。

当两束光相遇时,会产生干涉现象。

通过调节其中一个平板镜的位置,可以使反射光程差发生变化,从而观察到干涉现象的变化。

实验步骤1.搭建迈克尔逊干涉仪。

安装好分束器、半反射镜和两面平行平板镜,并精确调整位置和方向。

2.打开He-Ne氦氖激光器,并调整光源位置和方向,使得光能够正常通过分束器。

3.将1/10波片放置在半反射镜旁边的光路上,调整它的角度,使得一部分光能够通过。

4.在反射光路上插入片玻璃,观察干涉条纹。

5.通过调整其中一个平板镜的位置,改变反射光程差,观察干涉条纹的变化。

6.使用读数显微镜和测距器,测量不同光程差下的干涉条纹的移动和位置。

实验结果与分析在实验中,我们观察到了干涉条纹的变化。

随着平板镜位置的调整,干涉条纹的位置发生了移动。

通过测量不同光程差下的干涉条纹的移动,我们得到了一组数据。

根据这组数据,我们可以计算出光的波长。

结论通过利用迈克尔逊干涉仪进行实验,我们成功观察到了干涉条纹的变化,并进行了测量。

实验结果证实了迈克尔逊干涉仪的原理,并且得到了光的波长的计算值。

迈克尔逊干涉仪在光学和激光技术中有着广泛的应用,了解和掌握它的原理和使用方法对于进一步研究和应用光学技术具有重要意义。

参考文献1.Smith, Robert W. (1998).。

迈克尔逊干涉仪实验报告

迈克尔逊干涉仪实验报告英文回答:Michelson Interferometer Experiment Report。

Introduction。

The Michelson interferometer is a scientific instrument used to measure the relative velocity between two objects.It was invented by Albert A. Michelson in 1881. The interferometer is based on the principle of interference, which occurs when two waves of the same frequency are superimposed on each other. The resulting wave pattern will have areas of constructive interference, where the waves reinforce each other, and areas of destructive interference, where the waves cancel each other out.Experimental Setup。

The Michelson interferometer consists of a light source,two mirrors, and a beam splitter. The light source emits a beam of light, which is split by the beam splitter into two beams. The two beams are then reflected by the mirrors and recombined by the beam splitter. The resulting beam is observed on a screen.Procedure。

迈克尔逊干涉实验报告

迈克尔逊干涉实验报告一、实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理。

2、掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法。

3、观察等倾干涉和等厚干涉条纹,测量激光的波长。

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。

光源 S 发出的光经分光板 G1 分成两束,一束透过 G1 到达反射镜M1 后反射回来,另一束经 G1 反射到达反射镜 M2 后反射回来,两束光在 G1 处再次相遇并发生干涉。

若 M1 和 M2 严格垂直,则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 法线的夹角。

当 M1 和 M2 不严格垂直时,观察到的是等厚干涉条纹。

三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、HeNe 激光器、扩束镜、毛玻璃屏。

四、实验步骤1、仪器调节调节迈克尔逊干涉仪的底座水平,使干涉仪大致水平放置。

调节 M1 和 M2 背后的三个螺丝,使 M1 和 M2 大致垂直。

打开激光器,使激光束通过扩束镜后大致垂直入射到迈克尔逊干涉仪上。

调节 M2 下方的两个微调螺丝,使屏幕上出现清晰的干涉条纹。

2、观察等倾干涉条纹缓慢转动微调手轮,观察干涉条纹的变化。

记录条纹的形状、疏密和中心的“吞吐”情况。

3、测量激光波长先记录 M1 位置的读数 d1。

沿某一方向转动微调手轮,使中心条纹“吐出”或“吞进”一定数量 N (如 50 条)。

再次记录 M1 位置的读数 d2。

则激光波长λ可由下式计算:\lambda =\frac{2|d2 d1|}{N}\4、观察等厚干涉条纹调节 M2 背后的螺丝,使 M1 和 M2 有一定夹角。

观察等厚干涉条纹的形状和变化。

五、实验数据及处理1、测量激光波长的数据记录|次数| d1 (mm) | d2 (mm) | N (条) ||||||| 1 | 25123 | 25635 | 50 || 2 | 25234 | 25756 | 50 || 3 | 25345 | 25878 | 50 |2、数据处理分别计算每次测量的波长λ,然后取平均值。

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