大学物理实验之迈克尔逊干涉仪的调整与应用方法及步骤详解
4.1迈克尔逊干涉仪调节与应用

N
λ
=
2Δ d N
1
2
3
4
5 平均
4.重复上述步骤五次,取其平均值 ,并计算测量误差,最后将测得波长表示为 , 并与理论值比较,计算其相对误差。
练习二 利用圆形条纹测钠光 D 双线的波长差
以钠光灯作为光源,当
M
2
与
M
2
镜相互平行时,得到明暗相间的圆形干涉条纹。因为
钠光源包含有波长差 很小的两种波长 1 和 2 因而会有这种现象,当两列相干波的光程差
光分别在 M1 和 M2 上反射后逆着各自
的入射方向返回,最后都到达 E 处,既
M2
然这两列光波来自光源上同一点 O ,所 以是相干光,因而眼睛在 E 处可观察到
d
M1
反射镜 1
干涉条纹,G2 是补偿板,其材料和厚度 与 G1 相同,是为了保证两束光在玻璃中
光程相等而设置的。 S
由于光在分光板 G1 的第二面上反 射,使 M 2 在 M1 附近形成一平行 M1 的
度,在毛玻璃屏与分光板 G1 之间放一带小孔的光屏,在 E 处进行观察(参考图一)如果仪 器未调整好,即 M1 与 M 2 不平行,则在视场中看到的是小孔的双影,此时必须细心调 M 2(或 M1 )镜背后的三个螺旋,以改变 M 2 (或 M1 )镜的方位,直到双影在水平方向和铅垂方向 完全重合。一般情况,取去小孔光屏,即可看到干涉条纹,然后轻轻调节 M 2 镜旁的微调螺
得很密以至于观察不到条纹。将条纹间距取 1 毫米左右,移动 M1 镜观察条纹由弯曲变直再
变弯曲的过程。
2.在干涉条纹变直的位置上,取去钠光灯换白炽灯,缓慢地移动 M1 镜,在某位置可
观察到彩色直条纹,条纹中心就是
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
F__学习_大学物理实验_迈克尔逊干涉仪的调节和使用

实验原理
条纹特点 • 1 、i 越小,级次越大,i = 0 时级次最高。 • 2 、d 增加时条纹涌出,d 减小时条纹淹没。针 对i = 0 的中央条纹,当d 增加(减小)半个波 长时,便有一个条纹涌出(淹没)。设涌出 或淹没的条纹数N ,则λ= 2 Δd / N . • 3 、d 增大时条纹变细变密,d 减小时条纹变粗 变疏。
数据记录
i 1 2 3 4 5 环数Ni 0 30 60 90 120 di
Δ~0.009 mm
i+5 6 7 8 9 10
环数 Ni+5 150 180 210 240 270
di+5
数据处理
逐差法是将测量得到的数据按自变量的大小顺序排列 后平分为前后两组,先求出两组中对应项的差值(即 求逐差),然后取其平均值。 1、将数据分为两组 2、求逐差:
等 倾 干 涉 条 纹 等 厚 干 涉 条 纹
M1
M2'
M2'
M1
M1 与M2'
重 合
M2'
M1
M2'
M1
M1
M1
M1
M2'
M2'
M1
M2'
M1
M 2'
M2'
调出圆心方法
• 根据条纹形状估计圆心位置,调节对应螺钉,增 大条纹弯曲程度和条纹间距。
实验内容
消除空程 将微调手轮沿测量方向旋转至零,然后以同方向转动 粗调手轮使之对准某一刻度;在调整好零点后,应将 微调手轮按原方向转几圈,直到干涉条纹开始均匀移 动后,此时空程才消除,才可测量。 测钠光的波长 转动微动手轮观察干涉条纹的“冒出”或“缩进”现象, 记录干涉条纹“冒出”或“缩进”30条相对应的M1反射镜 的位置d,连续测10组数据。圆心暗-亮-暗:一次条 纹吞吐
实验七 迈克尔逊干涉仪的调整与使用

实验七 迈克尔逊干涉仪的调整与使用迈克尔逊干涉仪在近代物理学的发展中起过重要作用。
十九世纪末,迈克尔逊(Michelson )与其合作者曾用此仪器进行了“以太漂移”实验,标定米尺及推断光谱线精细结构等三项著名的实验。
第一项实验解决了当时关于“以太”的争论,并为爱因斯坦发现相对论提供了实验依据;第二项工作实现了长度单位的标准化。
迈克尔逊发现镉红线(波长 = 643.84696nm )是一种理想的单色光源。
可以用它的波长作为米尺标准化的基准。
他定义1m = 155316413镉红线波长,精度达到10-9,这项工作对近代计量技术的发展作出了重要贡献;迈克尔逊研究了干涉条纹视见度随光程差变化的规律,并以此推断光谱线的精细结构。
这是干涉分光技术的最早工作。
今天,迈克尔逊干涉仪已被更完善的现代干涉仪取代,例如米尺的标定及干涉分光工作已改用法布里——珀罗干涉仪。
但迈克尔逊干涉仪的基本结构仍然是许多现代干涉仪的基础。
因此选用它作为教学实验仪器无疑是具有典型意义的。
【实验目的】1.掌握迈克尔逊干涉仪的调节和使用方法。
2.学会用迈克尔逊干涉仪测He-Ne 激光波长。
【实验仪器】迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是用分振幅法获得双光束干涉的精密仪器,它主要由两块相互垂直的平面镜M 1,M 2,两块平行平面玻璃板P 1,P 2和有关调节、读数机构组成。
两块平面镜M 1M 2安放在两个互相垂直的臂上,其中M 1是固定的,M 2可沿精密导轨前后移动。
其位置可由毫米刻度尺、读数窗及细调手调手轮刻度联合读出。
M 1,M 2的背后各有三个顶紧螺钉,用以调节镜面的方位。
M 1镜下方还有两个微调螺丝可对M 1的方位进行微调。
两块平行平面玻璃是用同一块玻璃研磨好再切割成两块的,因此其折射率、厚度均相同。
P 1称分束板,其背面镀有一层半反半透膜;P 2称补偿板。
P 1、P 2相互平行,且与M 1、M 2成45°角,如图7-1所示。
实验报告迈克尔孙干涉仪的调节和使用

实验报告迈克尔孙干涉仪的调节和使用摘要:本实验使用迈克尔孙干涉仪进行调节和使用的实验。
通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数,观察干涉条纹的变化,并利用干涉条纹的变化来测量试样的折射率。
实验结果表明,迈克尔孙干涉仪可以用于精确测量试样的折射率。
1.引言迈克尔孙干涉仪是一种常用的实验仪器,常用于测量试样的折射率。
其原理是利用干涉现象测量光的相位差,从而得到试样的折射率。
本实验的目的是通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数,观察干涉条纹的变化,并利用干涉条纹的变化来测量试样的折射率。
2.实验装置本实验使用的实验装置如下:-迈克尔孙干涉仪-光源-干涉条纹观察装置-试样3.实验步骤3.1调节光源位置首先,调节光源的位置,使得光线尽可能的聚焦。
将光源放置在干涉仪的一端,调节位置直到光线尽可能聚焦在另一端的反射镜上。
3.2调节反射镜位置接下来,调节干涉仪中的两个反射镜的位置,使得光线在两个反射镜上反射后能够相互叠加干涉。
调节两个反射镜的位置,使得光线在回程时能够与出发时的光线叠加干涉。
3.3调节反射镜角度在保持反射镜位置不变的情况下,调节反射镜的角度,使得光线在反射时达到最大干涉效果。
观察干涉条纹的亮度变化,调整反射镜角度直到达到最亮的干涉条纹。
3.4放置试样将试样放置在干涉仪的一端,观察干涉条纹的变化。
根据干涉条纹的变化,可以得到试样的折射率。
4.结果与分析实验结果表明,通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数,可以观察到干涉条纹的变化。
实验中观察到的干涉条纹的亮度变化可以用来测量试样的折射率。
根据干涉条纹的位置变化,可以计算出试样的相对折射率,进而得到试样的绝对折射率。
5.总结本实验通过调节迈克尔孙干涉仪的各个参数,观察干涉条纹的变化,并利用干涉条纹的变化来测量试样的折射率。
实验结果表明,迈克尔孙干涉仪可以用于精确测量试样的折射率。
这对于光学相关领域的研究具有重要的意义。
实验十二迈克尔逊干涉仪的调整及使用

丝杆穿过螺母,当丝杆旋转时,拖板能前后移动,带动固定在其上的移动镜11(即M1) 在导轨面上滑动,实现粗动。M1是一块很精密的平面镜,表面镀有金属膜,具有较高的 反射率,垂直地固定在拖板上,它的法线严格地与丝杆平行。倾角可分别用镜背后面 的三颗滚花螺丝13来调节,各螺丝的调节范围是有限度的,如果螺丝向后顶得过松在 移动时,可能因震动而使镜面有倾角变化,如果螺丝向前顶得太紧,致使条纹不规 则,严重时,有可能将螺丝丝口打滑或 4 5 6 3 平面镜破损。 7 (4)定镜部分 8 定镜M2与M1是相同的一块平面镜,固 2 定在导轨框架右侧的支架上。通过调节 其上的水平拉簧螺钉15使M2在水平方向转 过一微小的角度,能够使干涉条纹在水 1 平方向微动;通过调节其上的垂直拉簧 图 5 — 12 — 2 螺钉16使M2在垂直方向转过一微小的角 度,能够使干涉条纹上下微动;与三颗滚花螺丝13相比,15、16改变M2的镜面方位小得 多。定镜部分还包括分光板P1和补偿板P2,前面原理部分已介绍。 (5)读数系统和传动部分 1)移动镜11(即M1)的移动距离毫米数可在机体侧面的毫米刻尺5上直接读得。 2)粗调手轮2旋转一周,拖板移动1毫米,即M2移动1毫米,同时,读数窗口3内的 -2 鼓轮也转动一周,鼓轮的一圈被等分为100格,每格为10 毫米,读数由窗口上的基准 线指示。 3)微调手轮1每转过一周,拖板移动0.01毫米,可从读数窗口3中可看到读数鼓 -4 轮移动一格,而微调鼓轮的周线被等分为100格,则每格表示为10 毫米。所以,最后 读数应为上述三者之和。 (6)附件 支架杆17是用来放置像屏18用的,由加紧螺丝12固定。 2.迈克尔逊干涉仪的调整 (1)按图5—12-3所示安装 H e-N e 激光器和迈克尔逊干涉仪。打开 H e-N e 激光器的电源开关,光强度旋扭调至中间,使激光束水平地射向干涉仪的分光板P1。 (2)调整激光光束对分光板P1的水平方向入射角为45度。 如果激光束对分光板P1在水平方向的入射角为45度,那么正好以45度的反射角向动 镜M1垂直入射,原路返回,这个像斑重新进入激光器的发射孔。调整时,先用一张纸片 将定镜M2遮住,以免M2反射回来的像干扰视线,然后调整激光器或干涉仪的位置,使激 光器发出的光束经P1折射和M1反射后,原路返回到激光出射口,这已表明激光束对分光 板P1的水平方向入射角为45度。 (3)调整定臂光路 将纸片从M2上拿下,遮住M1的镜面。发现从定镜M2反射到激光发射孔附近的光斑有
实验迈克尔逊干涉仪的调节和使用

实验迈克尔逊干涉仪的调节和使用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。
光的波长虽然很短(4×10-7~8×10—7m之间),但干涉条纹的间距和条纹数却很容易用光学仪器测得。
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,因此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。
迈克尔逊干涉仪(如图1)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。
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。
【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。
调节和观察等倾干涉、等厚干涉和非定域干涉现象;3.测量He—Ne激光的波长.【实验仪器】迈克耳逊干涉仪,He—Ne激光器,扩束透镜,毛玻璃,接收屏.【实验原理】:图1迈克耳逊干涉仪是利用半透膜分光板的反射和透射,把来自同一光源的光线用分振幅法分成两束相干光。
以实现光的干涉的一种仪器,它是用来测量长度或长度变化的精密光学仪器.下面介绍其结构及测量原理。
1迈克耳逊干涉仪结构简介1mm的精密丝杠,丝杠的一端与齿轮系统相连接.转动鼓轮或微调鼓轮都可使丝杠转动,从而带动滑块及固定在滑块上的反射镜M1沿着导轨移动.反射镜M1的位置读数由台面一侧的毫米标尺、读数窗9内的鼓轮刻度盘的读数(最小刻度为0。
01mm),及微调鼓轮刻度盘读数(最小分度为)读出。
反射镜M2固定在导轨的一侧.M1,M2两镜的背面各有三个调节螺钉,用以调节镜面的方位。
迈克尔逊干涉仪的调整与应用简洁修正版

迈克尔逊干涉仪的 调整与应用
桂林电子科技大学 物理实验中心
迈克尔逊在工作
美籍德国人 (1852-1931)(A.A.Michelson)
迈克尔逊干涉仪是美
国物理学家迈克尔逊于 1881年设计的一种精密光 学仪器,用以进行光谱学 和度量学的研究,并精确 测出光速 。迈克尔逊与莫
雷曾用此仪器做了非常著 名的迈克尔逊—莫雷实验, 可以说它是狭义相对论的 实验基础,为物理学的发 展做出了重要贡献。由于 在光谱学和度量学方面的 贡献,迈克尔逊于1907年 获得诺贝尔物理学奖。
第一代: X射线CT 射线CT-工业CT
第二代: NMR CT-核磁共振成象
第三代: 光学相干CT-OCT
微米量级的空间分辨率
实验装置-光纤化的迈克尔逊干涉仪
光源
反 射
镜
探
光纤耦合器
测
器
电子学系统
样 品 光纤聚焦器
计算机
应用
生物 医学 材料科学 ·····
大葱表皮的 OCT 图像
实际样品大小为10mm×4mm,图中横向分 辨率约为20μm 纵向分辨率约为25μm
三. 迈克尔逊干涉仪的主要特性
两相干光束在空间完全分开,并可用移动反射镜 或在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差.
M'2 M1
d
d
移动反射镜
d N
2
M1
移
干涉
G1
G2
M2
动 距
离
条纹 移动 数目
测量透明薄片的折射率(厚度)
M'2 M1
d
光程差 Δ 2d
插入介质片后光程差
n M2 Δ' 2d 2(n 1)t
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迈克尔逊干涉实验实验前请认真阅读本要点:(1)听完课后,同学们结合仪器请仔细阅读教材的相关内容,特别是P189的干涉仪光路图(图5-61)、P191公式(5-123、5-124)的由来及应用、P193至P194的仪器说明与练习一。
测量固体试件的线膨胀系数还要阅读教材的P136与P138的实验内容1。
注:迈克尔逊干涉仪有仿真实验,同学们可以在实验之前用其进行预习。
仿真实验位于:桌面\大学物理仿真实验\大学物理仿真实验v2.0(第二部分),其中大学物理仿真实验v2.0(第二部分).exe为正式版,大学物理仿真实验示教版v2.0(第二部分).exe为示教版,同学们在使用之前可先看示教版。
(2)实验内容1)掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法,并记录位置改变时干涉条纹的变化,如条纹的“冒出”和“缩进”、条纹的疏密、条纹间距与“空气薄膜”的关系等。
2)根据逐差法的要求确定如何合理测量数据,规范记录实验数据及已知参数等。
3)拟定利用迈克尔逊干涉仪测量透明薄片的折射率(厚度)的实验方案,并利用仿真实验来验证实验方案。
4)(选做)利用仿真实验测量测量钠光的波长、钠黄光双线的波长差、钠光的相干长度等。
(3)阅读F盘上的数据处理文件(迈克尔逊干涉仪的调整与应用数据处理、线膨胀系数测量数据处理(据环数记温度)、线膨胀系数测量数据处理(据温度记环数)),了解需测量的数据要求(处理需用逐差法),确定如何进行数据测量。
根据需测量的数据,在实验仪器上进行预测量与观察相应的实验现象,即先测量一小部份数据,弄清测量的重点与难点,确定测量方法,然后进行正式测量。
(4)测波长与测线膨胀系数的主要调节方法是一样的,需掌握迈克尔逊干涉光路的调节方法,并了解干涉条纹的变化情况,如条纹的“冒出”和“缩进”、条纹的疏密、条纹间距与“空气薄膜”的关系等。
(一些问题详见附录4 疑难解答)测量He-Ne激光的波长的同学还要掌握如何正确使用读数结构(包括如何读数、校零、消空程等)。
测量固体试件的线膨胀系数的同学还要掌握如何正确进行控温(详见38的实验内容1)。
(5)测波长的同学(后十位同学)需每冒出(或缩进)50环,读一次M镜1的位置,至少连续测8组,将数据填入表格,并观察其实验现象。
测线膨胀系数的同学(前十位同学)可以采用按升高(降低)一定的温度(例如2℃)测量试件伸长量的方法(采用逐差法)进行测量,要求连续测量8组;也可以采用按试件一定的伸长量(例如由20个干涉环变化算出的光程差),测出所需升高(降低)温度的方法进行测量,要求连续测量8组。
注:测波长或测线膨胀系数只需做其中之一,但两个实验都需要掌握;请注意数据处理文件(迈克尔逊干涉仪的调整与应用数据处理、线膨胀系数测量数据处理(据环数记温度)、线膨胀系数测量数据处理(据温度记环数))。
(6)将所测量数据输入相应的数据处理文件(位于F盘,共有迈克尔逊干涉仪的调整与应用数据处理、线膨胀系数测量数据处理(据环数记温度)、线膨胀系数测量数据处理(据温度记环数)三个文件),不要关闭文件,让老师检查数据是否合格。
(7)数据合格后重新用新报告纸按要求记录所测数据(并记录其标准值或参考值,详见附录1 数据记录要求),将原始数据与仪器使用登记本一并让老师签字,并了解如何处理所测数据(详见附录2 数据处理要求)及逐差法相关知识(附录3 逐差法处理实验数据);(8)在预习报告后根据实际实验加上实验内容、实验步骤;(9)重新对仪器进行调节,熟悉调节要点,并观察相应的实验现象,掌握迈克尔逊干涉仪及线膨胀系数测定仪的调节与使用;(10)掌握迈克尔逊干涉仪仿真实验的使用,并利用其进行复习及进行实验,注意“迈克尔逊干涉仪(仿真实验演示).swf”文件(可以回去再做)。
(11)拟定利用迈克尔逊干涉仪测量透明薄片的折射率(厚度)的实验方案,并利用仿真实验来验证实验方案(可以回去再做)。
(12)(选做)利用仿真实验测量测量钠光的波长、钠黄光双线的波长差、钠光的相干长度等(可以回去再做)。
(13)完成相应实验并数据通过后,请收拾好仪器,整理好桌面,关好计算机才能离开实验室,值日生请整理好实验室仪器并打扫卫生重才能离开实验室。
附录1 数据记录要求注:要求使用空白实验报告纸记录实验数据,不能使用铅笔,不能有涂改。
实验名称:实验地点:仪器号数:课号:实验时间:姓名:学号:一、迈克尔逊干涉仪测量He-Ne激光的波长(测量固体试件的线膨胀系数)1、记录已知参数,并记录相应的实验现象2、自拟表格记录所测量数据3、记录所测量数据的相应结果(结果、准确度、精确度等),用以参考。
二、拟定利用迈克尔逊干涉仪测量透明薄片的折射率(厚度)的实验方案,要求如下:1、简洁明了的实验原理、公式与实验现象2、根据1写出实验方案,要有关键的实验要点及相应实验现象说明3、确定实验方案的数据测量量,拟定数据记录表格4、利用仿真实验来验证实验方案三、(选做)利用仿真实验测量测量钠光的波长、钠黄光双线的波长差、钠光的相干长度等附录2 数据处理要求1、处理时需重列表格,用逐差法处理数据,要求有关键公式、步骤;2、处理结果与标准(或参考值)比较并作分析,正确表示实验结果,并进行实验小结、讨论;3、(不作硬性要求,但要了解)求出结果的不确定度,逐差法的不确定度求解可参考《逐差法处理实验数据》部份。
附录3 逐差法处理实验数据当实验中、两物理量满足正比关系时,依次记录改变相同的量时的值:x1,x2…x n(或者当某一研究对象随实验条件周期性变化时,依次记录研究对象达到某一条件(如峰值、固定相位等)时的值x1,x2…x n:),的间隔周期的求解方法若由x1,x2…x n逐项逐差再求平均:其中只利用了和,难以发挥多次测量取平均以减小随机误差的作用,此时应采用隔项逐差法(简称逐差法)处理数据。
逐差法处理数据时,先把数据分为两组,然后第二组的与第一组相应的相减,如下表:n为奇数时,可以任意舍掉第一个数据或最后一个数据或正中间的一个数据,再按以上方法处理。
但要注意舍掉正中间的数据时两组相应数据之间的实际间隔大小。
逐差法处理数据举例:外加砝码下,弹簧伸长到的位置记录如下表,可用逐差法求得每加一个1kg 的砝码时弹簧的平均伸长量(满足前提条件:弹簧在弹性范围内伸长,伸长量与外加力成正比),也可求得弹簧的倔强系数。
已知测量时,估算(见下表)。
逐差法提高了实验数据的利用率,减小了随机误差的影响,另外也可减小中仪器误差分量,因此是一种常用的数据处理方法。
有时为了适当加大逐差结果为个周期,但并不需要逐差出个数据,可以连续测量n个数据后,空出若干数据不记录,到时,再连续记录n个数据,对所得两组数据进行逐差可得:,不确定度可简化由:来估算。
严格地讲以上介绍的一次逐差法理论上适用于一次多项式的系数求解,要求自变量等间隔地变化。
有时在物理实验中可能会遇到用二次逐差法、三次逐差法求解二次多项式、三次多项式的系数等,可参考有关书籍作进一步的了解。
附录4 疑难解答1. 观察点光源非定域干涉时,屏上只看到一大片光斑,看不到干涉条纹,怎么办?移走扩束镜,调节激光管方位,配合调M1、M2后螺钉,使由M1、M2反射的最亮光点能大致回到激光管中,此时入射光与分光板成45°角。
然后重新微调M1、M2后面的螺钉,使得屏上两排光点中最亮光点完全重合,重合的标准是最亮光点中出现细条纹(其它光点也有细条纹),如图所示。
再放上扩束镜,屏上必看到干涉条纹。
2. 观察点光源非定域干涉时,屏上只看到干涉圆弧,没看到干涉圆环,怎么办?调节水平拉簧螺钉和垂直拉簧螺钉,使干涉条纹往变粗变稀方向移动,必可调出干涉圆环的圆心。
3. 调节微调旋钮时,没看到圆环“冒出”或“缩进”,怎么办?原因:可能是微调旋钮与移动可动镜M1的精密丝杆之间出现了“滑丝”。
办法:可调节粗调大手轮,使M1重新移到一个粗调位置,再使微调手轮多转几圈,确保微动鼓轮螺帽与螺杆间无间隙(空程误差),转动微动鼓轮,必可看到圆环“冒出”或“缩进”现象。
每次正式测量读数前,为防止空程误差,也应使微动鼓轮多转几圈,看到圆环“冒”或“缩”时才往一个方向转动读数,中途中微动鼓轮不能反转。
圆环“冒出”、“缩进”现象4. 如何对M1位置进行读数?该读数由三部分组成:①标尺读数,只读出整毫米数即可,不需估读;②粗调大手轮读数,直接由窗口读出毫米的百分位,也不需估读;③微动鼓轮读数,由微动鼓轮旁刻度读出,需要估读一位,把读数(格数)乘10-4即毫米数。
M1位置读数为上三读数和。
例:5.什么是定域干涉?什么是非定域干涉?干涉条纹是定域还是非定域的,取决于光源的大小。
如果是点光源,条纹是非定域的,在平面镜M1M2反射光波重叠区域内都能看到干涉条纹。
如果在扩束镜与分光板间放一毛玻璃,则点光源发出的球面波经毛玻璃散射成为扩展面光源,条纹则是定域干涉(等倾干涉条纹)。
6. 迈克尔逊干涉仪中补偿板、分光板的作用是什么?分光板是后表面镀有半反射银膜的玻璃板,激光入射后经半反射膜能分解为两束强度近似相等光线。
补偿板是折射率和厚度与分光板完全相同的玻璃板,使分光板分解的两束光再次相遇时在玻璃板中通过相同的光程,这样两光束的光程差就和在玻璃中的光程无关了。
7.当反射镜M1和M2不严格垂直时,在屏上观察到的干涉条纹分布具有什么特点?此时M1与M2'之间形成一楔形空气薄层,用平行光照射将产生等厚干涉条纹,即空气层厚度相同的点光程差相同构成同一级干涉条纹,这些条纹是一系列等间距的直条纹。
8.为什么不能用眼睛直接观察未扩束的激光束?因为没有扩束的激光能量集中,光强较大,直接射入眼内会使视网膜形成永久性的伤害。
9.在迈克尔逊干涉仪实验中,用激光作光源的调整过程中,看到的是两排光点还是两个光点?为什么?实验中看到的是两排光点,因为光线在玻璃板与平面镜之间有多次反射。
实验中只需调节两排光点中最亮光点即可。
10.实验中为什么用逐差法处理实验数据?本实验采用分组隔项逐差法,可以充分利用所测数据,更好的估算最佳值,更合理地估算测量误差及不确定度。