《三级大物实验报告-迈克尔孙干涉仪》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三级大物实验报告-迈克尔孙干涉仪（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验题目：迈克尔孙干涉仪 实验目的: 了解迈克尔孙干涉仪的原理、结构和调节方法，观察非定域干涉条 纹，并增强对条纹可见度和时间相干性的认识,测量薄片折射率。 实验原理：迈克尔孙干涉仪的结构和原理 迈克尔孙干涉仪的原理图如图 3.1.1-1 所示，A 和 B 为材料、厚度完全相 同的平行板，A 的一面镀上半反射膜，M 1 、M 2 为平面反射镜，M 2 是固定的， M 1 和精密丝杆相连，使其可前后移动，最小读数为 10 -4 mm，可估计到 10 - 5 mm，M 1 和 M 2 后各有几个小螺丝可调节其方位。 光源 S 发出的光射向 A 板而分成（1） 、 （2）两束光，这两束光又经 M 1
2、 和 M 2 反射，分别通过 A 的两表面射向观察处 O，相遇而发生干涉，B 作为补偿 板的作用是使（1） 、 （2）两束光的光程差仅由 M 1 、M 2 与 A 板的距离决定。 由此可见，这种装置使相干的两束光在相遇之前走过的路程相当长，而且 其路径是互相垂直的，分的很开，这正是它的主要优点之一。从 O 处向 A 处观 察，除看到 M 1 镜外，还可通过 A 的半反射膜看到 M 2 的虚像 M 2 ，M 1 与 M 2 镜所引起的干涉，显然与 M 1 、M 2 引起的干涉等效，M 1 和 M 2 形成了 空气“薄膜” ，因 M 2 不是实物，故可方便地改变薄膜的厚度（即 M 1 和 M 2
3、的距离） ，甚至可以使 M 1 和 M 2 重叠和相交，在某一镜面前还可根据需要放置其他被研究的物体，这些都为其广泛的应用提供了方便。 透明薄片折射率的测量： 首先利用白光判断出中央条纹的位置，从而定出 的位置。这是由于 0 d 白光使连续光谱，只有在 的附近才能在 和 的交线处观察到干涉条纹。 0 d 1 M 2 M 当视场中出现中央条纹之后，在 与 A 之间放入折射率为 n、厚度为 l 1 M 的透明物体，则此时程差要比原来增大) 1 ( 2 n l L 因而中央条纹移出视场范围，如果将 向 A 前移 d，使 ，则中央条纹 1 M 2 L d 会重新出现，测出 d 及 l，可由下式 ) 1
4、 ( n l d 求出折射率 n。 实验内容 1.观察非定域干涉条纹 （1）打开 He-Ne 激光器，使激光束基本垂直 M 2 面，在光源前放一小孔光阑， 调节 M 2 上的三个螺钉（有时还需调节 M 1 后面的三个螺钉） ，使从小孔出射的 激光束，经 M 1 与 M 2 反射后在毛玻璃上重合，这时能在毛玻璃上看到两排光点 一一重合。 （2）去掉小孔光阑，换上短焦距透镜而使光源成为发散光束，在两光束程差不 太大时，在毛玻璃屏上可观察到干涉条纹，轻轻调节 M 2 后的螺钉，应出现圆 心基本在毛玻璃屏中心的圆条纹。 （3）转动鼓轮，观察干涉条纹的形状，疏密及中心“吞” 、 “吐”条纹随程差的改变而
5、变化的情况。 调节观察白光干涉条纹，测透明薄片的折射率。 实验数据：（原版数据纸质提交） 样品编号：5 厚度 0.100mm 1 2 3 (mm) 1 d 49.65965 49.65675 49.66103 (mm) 2 d 49.61665 49.61217 49.61000 d(mm) 0.04300 0.04458 0.05103 mm d n d i i 04620 . 0 05103 . 0 04458 . 0 04300 . 0 ( 3 1 1 3 1 mm d d i i 00425 . 0 2 ) ) 04620 . 0 05103 . 0 ( ) 04620 . 0 044
6、58 . 0 ( ) 04620 . 0 04300 . 0 ( ) 1 3 /( ) ( 2 2 2 3 1 = = 1.32 3 = 1.32 0.00425 3 = 0.00323 = =0.004mm/3= mm B u 3 仪 3 1.333 10 0.68 P = 2 + 2 = 0.00323 2 + (1.333 10 - 3 ) 2 = 0.003494 = 0.68 由 得, 1 d l n 46200 . 1 1 100 . 0 04620 . 0 1 l d n03494 . 0 100 . 0 003494 . 0 1 d n u l u 0.68 P 即为所求 ) 03494 . 0 46200 . 1 ( n 0.68 P 误差分析:样品表面不干净，有手印等杂质，导致测得的折射率发生变化；在放置样品薄片时，无法确保样品表面与平面镜平行，这些产生误差的主要原因。 1. 迈氏干涉仪上的千分尺读数不准确，当标尺刻度移动 1mm 时，千分尺 并非总保持旋转一圈。从而引入读数误差。 白光产生的彩色干涉天文较细，不容易分辨清楚中心的黑色条纹，从而不 易把握读数位置，产生误差。
