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1、广西大学学生实验报告广西大学学生实验报告成绩：指导教师：专业：班别：实验时间:实验人：学号：同组实验人：实验名称:迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验目的:1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉花样的形成原理2、学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法。观察等倾干涉条纹，测量待测光波波长实验仪器和用具：钠光灯，毛玻璃屏,迈克尔逊干涉仪【实验原理】迈克尔孙干涉仪原理图如图 35-1 所示，在图中:S为光源，G1为半镀银板（使照在上面的光线既能反射又能透射,而这两部分光的强度又大致相等），G2为补偿板，材料与厚度均与G1板相同，且与G1板平行.M1、M2为平面反射镜。光源S发出的 He-Ne 激光经会聚透镜L扩束
2、后,射向G1板。在半镀银面上分成两束光：光束（1）受半镀银面反射折向M1镜，光束（2)透过半镀银面射向M2镜。二束光仍按原路反回射向观察者E(或接收屏)相遇发生干涉。G2板的作用是使（1）、（2）两光束都经过玻璃三次，其光程差就纯粹是因为M1、M2镜与G1板的距离不同而引起。由此可见,这M1种装置使相干的活动镜M1光束在相干之前M2分别走了很长的M2路程，为清楚起分束板(1)G1补偿板激光器见，光路可简化为L如图 2 所示，观S察者自E处向G1S22板看去，直接看到G1M2镜在G1板的反G2M2观察屏射像，此虚像以MM22表示。对于观察E者来说，M1、M2镜E所引起的干涉，显图 1 迈克尔孙干
3、涉仪原理图图 2 迈克尔孙干涉仪简化光路图然与M1、M2之间的空气层所引起的干涉等效.因此在考虑干涉时，M1、M2镜之间的空气层就成为仪器的主要部分.本仪器设计的优点也就在于M 2不是实物，因而可以任意改变M1、M2之间的距离-可以使M 2在M 1镜的前面或后面，也可以使它们完全重叠或相交。1 1。等倾干涉等倾干涉当M 1、M 2完全平行时，将获得等倾干涉，其干涉条纹的形状决定于来自光源平面上的入射角i(如图 353 所示），在垂直于观察方向的光源平面S上,自以O点为中心的圆周上各点发出的光以相同的倾角ik，入射到M 1、M 2之间的空气层，所以它的干涉图样是同心圆环，其位置取决于光程差L。从
4、图 3 看出:L 2ecosik (1)当 2ecosik=k(k=1，2，3，）时看到一组亮圆纹。相邻两条纹的角距离为：ik ik1ik 2eik（2）1当眼盯着第K级亮圆纹不放,改变M1与M2的位置，使其间隔e增大,但要保持 2ecosik=K不变，则必须以减小 cosik来达到，因此ik必须增大这就意味着干涉条纹从中心向外“冒出。反之当e减小，则cosik必然增大，这就意味着ik减小,所以相当于干涉圆环一个一个地向中心“缩进”.在圆环中心ik=0，cosik=1，故 2e=k则e 2k（3）时,则干涉条纹就从中心“冒出”（或向中心“缩进”）一2圈。如果在迈克尔孙干涉仪上测出M2始末两态的
5、位置，即可求出 M2走过距离e，同时数出在这期间干涉条纹变化(冒出或缩进）的圈数N,则可以计算出此时光波的波长：2e（4）N可见，当M1与M2之间的距离e增大（或减小）【实验内容和步骤】一、等倾干涉及激光波长的测定1将迈克尔逊干涉仪调整为待测状态。a 调节移动镜和参考镜后面的三个调节螺丝，将屏上观察到的两排亮点一一对应重合（其中各有一个最亮点要重合）,使屏上能观察到等倾干涉条纹。b 调节粗动手轮和参考镜下的两个微调螺丝,使干涉条纹疏密适中，并处于屏的中央位置，并且使移动镜、分光板、补偿板的几何中心和等倾干涉条纹的中心基本在一条直线上。c 干涉仪调节零点；避免空程2定量测量激光波长旋动微动手轮，每 m=50 个条纹变化（“陷入”或“冒出”）采集（读取）一次数据，记录数据于表中.（注注意标尺和测微鼓轮读数匹配意标尺和测微鼓轮读数匹配）。3用逐差法数据处理,求出平均值及标准差.得出实验结果。【数据记录及处理】1.测量激光波长单位：mmd1d2d3d4d5d6数值(绝对值）如下表：单位:mmd1d2d3d4d5d6将数据表中的数据分成 2 组，采用逐差法进行处理，表中数据相对应的干涉条纹变化数N=50。d1=d2=d3=d=2d=N23