迈克尔逊干涉仪实验报告
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迈克尔逊干涉仪(实验报告)
一、实验目的
1、掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法并观察各种干涉图样。
2、区别等倾干涉、等厚干涉和非定域干涉,测定He-Ne 激光波长
二、实验仪器
迈克尔逊干涉仪、He-Ne 激光器及光源、小孔光阑、扩束镜(短焦距会聚镜)、毛玻璃屏等。
(图一)
(图二)
三、实验原理
①用He-Ne激光器做光源,使激光通过扩束镜会聚后发散,此时就得到了一个相关性很好的点光源,射到分光板P i 和P2上后就将光分成了两束分别射到M1和M2 上,反射后通过Pi、P2就可以得到两束相关光,此时就会产生干涉条纹。
②产生干涉条纹的条件,如图2所示,B、C是两个相干点光源,则到A点的光程差5 =AB-AC=BCcosi , 若
在A点出产生了亮条纹,贝U 5 =2dcosi=k入(k为亮条纹的级数),因为i和k均为不可测的量,所以取其差值,
即入=2 A d/ △ k?。
四、实验步骤
1、打开激光电源,先不要放扩束镜,让激光照到分光镜P1上,并调节激光的反射光照射到激光筒上。
2、调节M2的位置使屏上两排光中最亮的两个光点重回,并调至其闪烁。
3、将扩束镜放于激光前,调节扩束镜的高度和偏角,使光能照在P1分光镜上,看显示屏上有没有产生同心圆的干涉条纹图案。没有的话重复2、3步骤,直到产生同心圆的干涉条纹图案。
4、微调M2是干涉图案处于显示屏的中间。
5、转动微量读数鼓轮,使M1移动,可以看到中心条纹冒岀或缩进,若看不到此现象,先转动可度轮,再转动微量读
数鼓轮。记下当前位置的读数dO,转动微量读数鼓轮,看到中心条纹冒岀或缩进30次则记一次数据,共记录10次数据即d°、
d1 (9)
6、关闭激光电源,整理仪器,处理数据。
五、实验数据处理
数据记录:
数据处理: △d0=d 5-d 0 =0.05202mm??????? Ad 1=d 6-d 1 =0.05225mm
△d2=d7-d 2=0.04077mm??????? Ad 3=d 8-d 3=0.04077mm
△d4=d 9-d 4=0.05071mm
△d平均)=(Ad + Ad1 + Ad2+Ad3+Ad4) /5 =0.047304mm
A 类不确定度b =5.99355*10 -6 m
△ k=150
所以入平均)=24 d(平均” A k =630.72 nm
B类不确定度:U ^=0.5*10 -7 m
总不确定度:U川=6.01437*10 -6 m
U x =2U △/ △ k =80.1916 nm
所以X=X(平均)+U 尸630.72 + 80.1916 nm
Ex= (632.8-630.72 )/632.8 *100% =0.329%