迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告

1、迈克尔逊干涉仪测量光波的波长班级： 姓名： 学号：实验日期:一、实验目的1. 了解迈克尔逊干涉仪的结构和原理，掌握调肖方法：2. 利用点光源产生的同心圆干涉条纹测左单色光的波长。二、仪器及用具（名称、型号及主要参数）迈克尔逊干涉仪，He-Ne激光器，透镜等三、实验原理E保证仪器能够观察单、复色光的干涉。6、&与平面镜M,、弘倾斜成45°角。迈克尔逊干涉仪原理如图所示。两平面 反射镜M：、M：、光源S和观察点E （或接收 屏）四者北东西南各据一方。M、相互垂 直，M=是固定的,见可沿导轨做精密移动。6和G：是两块材料相同薄厚均匀相等的平 行玻璃片。&的一个表而上镀有半透

2、明的薄 银层或铝层，形成半反半透膜，可使入射光 分成强度基本相等的两束光，称G为分光 板。&与G,平行，以保证两束光在玻璃中所 疋的光程完全相等且与入射光的波长无关, 可见&作为补偿光程用，故称之为补偿板。如上图所示一束光入射到&上，被G：分为反射光和透射光，这两朿光分别经和反射后又沿原路返回，在分化板后表面分别被透射和反射，于E处相遇后 成为相干光，可以产生干涉现象。图中见是平而镜血由半反膜形成的虚像。观察 者从E处去看，经址反射的光好像是从来的。因此干涉仪所产生的干涉和由平 面乩与血之间的空气薄膜所产生的干涉是完全一样的，在讨论干涉条纹的形成时, 只需考察M：和弘两

3、个而所形成的空气薄膜即可。两而相互平行可到而光源在无穷远 处产生的等倾I：涉，两面有小的夹角可得到而光源在空气膜近处形成的等厚涉。若光源是点光源，则上述两种情况均可在空间形成非立域涉。设见和之间的距离为d,则它们所形成的空气薄膜造成的相干光的光程差近似 用下式表示5 = 27 cos/若M：与平行，则各处d相同，可得等倾干涉。系统具有轴对称不变性，故屏E上的干涉条纹应为一组同心圆环，圆心处对应的光程差最大且等于2d, d越大圆环 越密。反之中心圆斑变大、圆环变疏。若d增加，则中心“冒岀” 一个条纹，反之d 减小，则中心“缩进” 一个条纹。故干涉条纹在中心处“冒岀”或“缩进”的个数N 与d的变化

4、疑（!之间有下列关系2 d” = N 即 X 二2根据该关系式就可测量光波波长X或长度厶血四、实验步骤及操作1. 单击登陆进入实验大厅2. 选择光学实验单击3. 双击迈克尔逊干涉仪进入实验界而4. 在实验界面单击右键选择“开始实验”5. 调节仪器。（抓图）6. 测咼：由测量波长关系式可知，入是以左值，平移见来改变d,观察等倾圆环条纹 的变化规律并记录。每“冒出”或“缩进” 50个圆环（中央亮斑最大）记录一次弘 镜的位宜，连续9次，用逐差法处理实验数#孔（抓图）五、数据记录及处理1. 数据列表平面镜Ml位置变化测量条纹的吞吐数N：050100150200dt /nm4& 4940548.

5、 4788048. 462964& 4468248.43099条纹的吞吐数N,250300350400450di*s/cun4& 4151348.4090648.3834748.3779948.35196Na- Ni250250250250250Adi = (diis -di )/5/mm-0.015784P. 013948-0.0158980 013766-0.015806 (Adi) =Adi -mm0.0594180.0612540. 0593040 0614360.0593962. 数据处理由上表知 d 二 0. 075202mm N= 250UA= 5. 77350*

6、10冷UB= 1. 08305*10G卢 587421*10%iAUk= 2U/N =46. 99368nmil算平均值 X= (2A d)/N = 601. 616nm根据标准值X萨632. 8nm百分相对误差：E=(| X-Xh.|)/XbX 100%= (1601.616-632. 81)/632. 8 X 100%=4. 927% X= (601.62 二 46. 99)run六、回答预习思考题1. 测HzNe激光波长时，要求n尽可能大，这是为什么？对测得的数据应采用什么方法 进行处理？答：n越大所测得的波长的精确度就越髙，对实验测得的数据采用逐差法进行处理。2. 从实验原理图1中看，如果把涉仪中的补偿板B去掉，会影响到哪些测虽:？哪些测 量不受影响？答：补偿板有两个作用，其一是补偿光程，其二是消色差，且最主要作用为消色差。补 偿板B的作用是使光程差仅由M:的