《花地毯》课件下载

实验4.8迈克耳逊干涉仪的调整和使用

常州工学院物理实验中心实验4.8迈克耳逊干涉仪的调整和使用常州工学院

Albert

Abraban

Michelson(1852-1931)

迈克尔逊干涉仪是1883年美籍德国物理学家迈克尔逊和莫雷为研究“以太”漂移而设计制造的精密光学仪器。历史上，迈克尔逊---莫雷实验结果否定了“以太”的存在，为爱因斯坦建立狭义相对论奠定了基础。迈克尔逊因在物理学发展史上的贡献，获得了1907年诺贝尔物理学奖。

Albert

Abraban

Michelson(185最初的迈克尔逊干涉仪最初的迈克尔逊干涉仪【实验目的】了解迈克耳逊干涉仪的原理和结构；掌握迈克耳逊干涉仪的调节和使用方法；理解干涉条纹的特点和变化规律，加深对干涉现象的理解；测量单色光的波长。【实验目的】了解迈克耳逊干涉仪的原理和结构；1－主尺2－反射镜调节螺丝3－移动反射镜M24－分光板G1

5－补偿板G2 6－固定反射镜M17－读数窗8－水平微调螺丝9－粗调手轮与微调手轮10－观察屏11－底座水平调节螺丝迈克耳逊干涉仪实物图1－主尺迈克耳逊干涉仪实物图光路调节移去观察屏，用眼睛直接观察由两个平面镜反射产生的两排光点，仔细调节两平面镜背后的三个微调螺钉，使两排光点中最亮的光点完全重合光路调节移去观察屏，用眼睛直接观察由两个平面镜反射产生的两排干涉仪的读数方法

主尺读数窗微调手轮读数为：47.20280mm干涉仪的读数方法主尺读数窗微调手轮读数为：47.20280光路示意图光路示意图条纹特点1.若M

1、M2平行等倾条纹2.若M1、M'2有小夹角当M1和M'2不平行，且光平行入射,此时为等厚条纹3.若M1平移

d时，干涉条纹移过N条，则有条纹特点1.若M1、M2平行等倾条纹2.若M1、M'2干涉条纹干涉条纹等倾干涉图样变化d减小d增加等倾干涉图样变化d减小d增加【实验原理】相干光S1A和S2A的光程差：对O点处的明纹有：Δ＝2d＝kλ因此【实验原理】相干光S1A和S2A的光程差：对O点处的明纹有：迈克尔孙干涉仪原理演示点击图标播放迈克尔孙干涉仪原理演示点击图标播放【实验步骤】一、迈克耳逊干涉仪的调整1、调节粗动轮，使得两平面镜到分光板的距离大致相等；2、打开激光光源，可看到分别由M1和M2反射至屏的两排光点，每排四个，中间两个比较亮，旁边两个比较暗。调节M1和M2背面的三个螺钉，使两排光点重合，这时M1与M2大致互相垂直；3、观察条纹变化。转动粗调手轮，可看到条纹的“冒出”或“缩进”。判别M1，M2之间的距离d是变大还是变小。二、测量激光波长选择能见度较好、中心为亮斑或暗斑的干涉条纹，记下M1镜的初始位置读数d0，继续沿原方向转动微调手轮，每“缩进”（或“冒出”）50个圆环干涉条纹就记录一次M2镜的位置读数d，连续观察450个圆环干涉条纹，可测得10组数据。取圆环干涉条纹改变量N=250，用逐差法处理数据，并求得激光的波长。【实验步骤】一、迈克耳逊干涉仪的调整【数据处理】Δ仪＝

mm，N＝

条纹移动数050100150200M2反射镜位置d1/mm条纹移动数250300350400450M2反射镜位置d2/mm/mm/mm迈克耳逊干涉仪测量数据表【数据处理】Δ仪＝mm，N＝【思考题】数干涉条纹时，如果数错一条，会给测量值带来多大的误差？测激光波长时，要求条纹改变量N尽可能大，为什么？对测得的数据应采用什么方法进行处理？迈克耳逊干涉仪观察到的圆条纹和牛顿环的圆条纹有何本质区别？【思考题】数干涉条纹时，如果数错一条，会给测量值带来多大的误实验中，请勿正视激光光源，以免损伤眼睛。仪器上的光学元件精度极高，不要用手抚摩或让赃物沾上。传动机构相当精密，使用时要轻缓小心。测量过程中，由于仪器存在空程差，一定要条纹的变化稳定后才能开始测量。而且，测量一旦开始，微调鼓轮的转动方向就不能中途改变。【注意事项】实验中，请勿正视激光光源，以免损伤眼睛。【注意事项】【附录】激光器谱线波长（nm）激光器谱线波长（nm）氦氖激光632.8二氧化碳激光10.6钕激光1.351.341.321.060.91红宝石激光694.3693.4510.0360.0氦镉激光441.6325.0氩离子激光528.751