篇一 :“迈克尔逊干涉仪”实验报告

迈克尔逊干涉仪”实验报告

引言】

迈克尔逊干涉仪是美国物理学家迈克尔逊(A.A.Michelson)发明的。1887年迈克尔逊和莫雷(Morley)否定了“以太”的存在,为爱因斯坦的狭义相对论提供了实验依据。迈克尔逊用镉红光波长作为干涉仪光源来测量标准米尺的长度,建立了以光波长为基准的绝对长度标准,即1m=1 553 164.13个镉红线的波长。在光谱学方面,迈克尔逊发现了氢光谱的精细结构以及水银和铊光谱的超精细结构,这一发现在现代原子理论中起了重大作用。迈克尔逊还用该干涉仪测量出太阳系以外星球的大小。

因创造精密的光学仪器,和用以进行光谱学和度量学的研究,并精密测出光速,迈克尔逊于1907年获得了诺贝尔物理学奖。

【实验目的】

(1)了解迈克尔逊干涉仪的原理和调整方法。

(2)测量光波的波长和钠双线波长差。

【实验仪器】

迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、钠光灯、扩束镜

【实验原理】

 1.迈克尔逊干涉仪结构原理

图1是迈克尔逊干涉仪光路图,点光源S发出的光射在分光镜G1,G1右表面镀有半透半反射膜,使入射光分成强度相等的两束。反射光和透射光分别垂直入射到全反射镜M1和M2,它们经反射后再回到G1的半透半反射膜处,再分别经过透射和反射后,来到观察区域E。如到达E处的两束光满足相干条件,可发生干涉现象。

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篇二 :迈克尔逊干涉仪的使用实验报告

学生物理实验报告

实验名称           迈克尔逊干涉仪的使用                      

学  院                    专   业                班   级            

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篇三 :迈克尔逊专题实验报告

迈克尔逊干涉仪专题实验报告

前言:

本篇报告主要讨论的是迈克尔逊干涉仪专题实验的测量过程,实验中遇到的问题以及解决方案,实验中的注意事项,实验中测量到的数据,总结了该实验的相关经验和误差分析。

迈克尔逊专题实验内容:

1.      测量纳光光线的波长差  2.白光干涉测量平板玻璃折射率  3.法布里-珀罗干涉仪测纳光双线波长差

迈克尔逊干涉仪介绍:

迈克尔逊干涉仪,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。通过调整该干涉仪,可以产生等厚干涉条纹,也可以产生等倾干涉条纹。主要用于长度和折射率的测量,若观察到干涉条纹移动一条,便是M2的动臂移动量为λ/2,等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。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。

实验原理介绍:

迈克尔逊干涉仪专题实验中的三个实验中都不可或缺的就是右图所示的装置,三个实验均是通过调整从同一光源发出的两条相干光线到视野的光程差,找到光源发生干涉现象的距离。之后,通过精密的仪器测量和理论推导的公式求出波长、双线波长差或测量玻璃的折射率等。

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篇四 :迈克尔逊干涉实验报告

迈克尔逊干涉实验

                       39042122  吴淼

0.jpg摘要:迈克尔逊干涉仪是一个经典迈克尔逊和莫雷设计制造出来的精密光学仪器,在近代物理和近代计量技术中都有着重要的应用。通过迈克尔逊干涉的实验,我们可以熟悉迈克尔逊干涉仪的结构并掌握其调整方法,认识电光源非定域干涉条纹的形成与特点,部分从并利用干涉条纹的变化测定光源的波长。

实验原理:

    (1)迈克尔逊干涉仪的光路

迈克尔逊干涉仪的光路图如图(一)所示。从光源S发出的一束光摄在分束板G1上,将光束分为两部分:一部分从G1半反射膜处反射,射向平面镜M2;另一部分从G1透射,射向平面镜M1。因G1和全反射平面镜M1、M2均成45°角,所以两束光均垂直射到M1、M2上。从M2反射回来的光,透过半反射膜;从M2反射回来的光,为半反射膜反射。二者汇集成一束光,在E处即可观察到干涉条纹。光路中另一平行平板G2与G1平行,其材料厚度与G1完 全相同,以补偿两束光的光程差,称为补偿板。在光路中,M1’是M1被G1半反射膜反射所形成的虚像,两束相干光相当于从M1’和M2反射而来,迈克尔逊干涉仪产生的干涉条纹如同M2和M1’之间的空气膜所产生的干涉条纹一样。

(2)单色电光源的非定域干涉条纹

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篇五 :大学物理实验 报告实验报告23 迈克尔逊干涉实验

                  实验报告23  迈克尔逊干涉实验

  一 实验目的

1、  了解迈克尔逊干涉仪的结构;

2、  掌握迈克尔逊干涉仪的结构;

3、  观察光的等倾干涉现象并掌握波长的方法;

4、  掌握逐差法处理数据。

  二 实验仪器

He-Ne激光器、扩束透镜、迈克尔逊干涉仪

  三 实验原理

迈克尔逊干涉仪的光学系统如图。它由分光板G、补偿板H、定反射镜M1和动反射镜M2组成。M1和M2互相垂直,分光板和补偿板是一对材料和外型完全相同的平板光学玻璃,它们相互平行并分别和M1、M2成大致45度夹角,分光板的次数不同引起的光程差。来自点光源(或扩展光源)的光,入射到分光板上,分为强度相同的光线“1”和光线“2”的相干光,并分别由M1和M2反射后投射到光屏上(对于扩展光源用眼睛正对着观察)产生干涉现象。由于M1和M2垂直,可以等价地看成M2的虚象和M1形成一个厚度d为的空气隙,d的大小随M2的位置改变而改变,所以两光线的光程差可由下式确定:

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篇六 :6- 迈克尔逊干涉仪实验报告

HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY

物理实验报告

目:     迈克尔逊干涉仪             

       名:                               

物理实验教学中心

实 验 报 告

一、实验题目:迈克尔逊干涉仪

二、实验目的

1. 了解迈克尔逊干涉仪的结构、原理和调节方法;

2. 观察等倾干涉、等厚干涉现象;

3. 利用迈克尔逊干涉仪测量He-Ne激光器的波长;

三、实验仪器

迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、扩束镜、观察屏、小孔光阑

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篇七 :迈克尔逊专题实验报告

迈克尔逊专题实验报告

——白光干涉方面

北京交通大学

电信学院09级


摘要

本专题实验内容涉及大学物理课程中的双光束干涉,多光束干涉等内容;记录了实验过程中的经验和一些参考内容。

关键词:

迈克尔逊干涉仪 法布里-珀罗干涉仪 钠光双线,白光干涉

背景:

阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克尔逊,迈克尔逊主要从事光学和光谱学方面的研究,他以毕生精力从事光速的精密测量,在他的有生之年,一直是光速测定的国际中心人物。他发明了一种用以测定微小长度、折射率和光波波长的干涉仪( 迈克尔逊干涉仪),在研究光谱线方面起着重要的作用。因发明精密光学仪器和借助这些仪器在光谱学和度量学的研究工作中所做出的贡献,被授予了1907年度诺贝尔物理学奖。

   迈克尔逊专题实验属于光学实验。实验的过程并不难,只是调整好仪器需要花费大量的时间,需要实验者足够细心。

论述:

一、实验理论

1、干涉仪的光学结构

迈克尔逊干涉仪的光路和结构如下图所示。M1、M2是一对精密磨光的平面反射镜,M1的位置是固定的,M2可沿导轨前后移动。G1、G2是厚度和折射率都完全相同的一对平行玻璃板,与M1、M2均成45°角。G1的一个表面镀有半反射、半透射膜A,使射到其上的光线分为光强度差不多相等的反射光和透射光;G1称为分光板。当光照到G1上时,在半透膜上分成相互垂直的两束光,透射光(1)射到M1,经M1反射后,透过G2,在G1的半透膜上反射后射向E;反射光(2)射到M2,经M2反射后,透过G1射向E。由于光线(2)前后共通过G1三次,而光线(1)只通过G1一次,有了G2,它们在玻璃中的光程便相等了,于是计算这两束光的光程差时,只需计算两束光在空气中的光程差就可以了,所以G2称为补偿板。当观察者从E处向G1看去时,除直接看到M2外还看到M1的像M1ˊ。于是(1)、(2)两束光如同从M2与M1ˊ反射来的,因此迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉和M1´~M2间“形成”的空气薄膜的干涉等效。

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篇八 :迈克尔逊干涉仪实验报告

迈克尔逊干涉仪的调整与应用

 

1.  原始数据及处理

1.1 测量钠光灯波长(

不确定度计算:

=0.00010,   

=0.00011

=4.4,   =0.74%.

1.2 双线的波长差:

2.思考题及分析:

2.1、为什么白光干涉不易观察到?

答:两光束能产生干涉现象除满足同频、同向、相位差恒定三个条件外,其光程差还必须小于其相干长度。而白光的相干长度只有微米量级,所以只能在零光程附近才能观察到白光干涉。

2.2、为什么M1和M2没有严格垂直时,眼睛移动干涉条纹会吞吐?

答:因为没有严格垂直时,会形成一个披肩状的光学腔。各处的光程差不相同,其干涉条纹的级数也会不同。所以眼睛移动时,干涉条纹会吞吐。

2.3、讨论干涉条纹吐出或吞入时的光程差变化情况。

答:吞入时,光程差变小。而吐出时,光程差则变大。

2.4、为什么要加补偿板?

答:因为分束板的加入,使其中一路光束比另一光束附加了一定的光程。所以加入与分束板厚度相同的补偿板来补偿这部分光程差。

2.5、如何设计一个实验,利用迈克尔逊干涉仪测玻璃的折射率?

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