用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告

1、-、名称：用迈克尔逊干涉仪测量 光波的波长欧阳引擎(2021.01.01)目的：1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉条纹的形成原理。2、通过观察实验现象，加深对干涉原理的理解。3、学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法。4、观察等倾干涉条纹，测量激光的波长。四、实验器材：迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光。五、原理:迈克尔逊干涉仪光路如图所 示。当岡和亿严格平行时，所得的干涉为等倾干涉。所有倾角为i $的入射光束，由冏和幅反射反射 光线的光程差均为McM,式中i 为光线在冋镜直的入射角，d为空气薄膜的厚度，它们将处于同一级干涉条纹， 并定位于无限远。这时，图中E处，放一合聚透镜，在其共焦 平廂上，便可观

2、察 到一组明暗相间的同心圆纹。干涉条纹的级次以中心为最高，在干涉纹中心，应为i=0,由圆环中心出现亮点的条件是 =綬，得圆心处干涉条纹的级次 兄O当冋和M2的间距d逐渐增大时，对于任一级干涉 条纹，例如第k级，必定以减少其COSL的值来满足2cos纥 故该干涉条纹向匸变大（8儿变小）的方向移动，即向外扩展。 这时，观察者将看到条纹好像从中心向外“涌出”；且每当间A距d增加亍时，就有一个条纹涌出。反之，当间距由大逐渐变 小时，最靠近中心的条纹将一个个“陷入”中心，且每陷入一个条纹，间距的改变亦为亍。因此，只要数出涌出或陷入的条纹数，即可得到平面镜冏 以波长A为单位而移动的距离。显然，若有N个条纹

3、从中心涌.A/ = N 出时，则表明冋相对于M2移动了2,已知岡移动的距离和干涉条纹变动的数目，便可确定光波的波长。六、步骤：1、仪器设计成微动鼓轮转动时可带动粗动手轮转动，但粗动 手轮转动不能带动微动鼓轮转动（它只带动Ml镜运动），为防止粗动手轮与 微动鼓轮读数不一致而无法读数或读错数的情况出现（如粗动轮指整刻度处，而微动轮不指在零刻度处），在读数前应先调整零点。方法如下：将微动轮沿某一方 向（例如顺时针方向）旋转至零，然后以同方向转动粗动轮使之对齐某一刻度。 之后测量过程中只能仍以同方向转动微动轮，使Ml镜移动，不得再转动粗动 轮，这样才能使微动轮与粗动轮两者读数相互吻合。2、为了使测量结

4、果正确，必须避免引入空程误差，也就是 说，在调整好零点以后，应将微动轮按原方向转几圈，直到干 涉条纹开始移动以后，才可开始读数测量。为了消除空程误 差，调节中，粗调手轮和微调鼓轮要向同一方向转动；测量读 数时，微调鼓轮也要向一个方向转动，中途不得倒转。这里所 谓“同一方向”，杲指始终顺时针，或始终逆时针旋转。3、用逐差法进行数据处理，表格自拟。七、记录:读数位置/mm起点第50环第100环第130环第200环第250环第300环第350环第400环Adi- dzsodso 二2d：二 do一di =X匸 &二 ds5Odl5O =入3二d；= d iood：oo 二2七、数据处理:nd = N Z = 2 川 =632.7/7/n由 2可得： NA =人5+入+儿=&32.7+ 631.7+ 647.1 + 639.1 =工伽标准偏差为:(637.7-632.7)2 + (637.7 -631.7)2 + (637.7 -647.1 )2 + (637.7 -639.1 )2,=1.243 x 10 m(/?-!)V4x3波长的绝对误差为 = |2-