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1、第四节,迈克耳逊干涉仪的调节与使用,Michelson interferometer,小议链接3,迈克耳逊干涉仪,G1,1,1 ,2,2,实验光路,小议链接3,实验目的,1了解迈克尔逊干涉仪的干涉原理 和结构，学习调节方法。,2观察干涉条纹，并用非定域干涉 条纹测量He-Ne激光的波长。,干涉图样的定域与否,定域干涉扩展光源,非 定 域 干 涉,A,G1,S,S,A0,点光源,点 光 源,实验原理-非定域干涉,（M1 / M2）,当d 增大时，,当d 减小时，环缩进。,对于第k级亮纹：,环冒出。,实验原理-激光波长的测定,实验内容,小议链接3,实验仪器,迈克耳逊干涉仪,He-Ne激光器,扩束镜
2、,（约定真值： ）,光屏,水平仪,小议链接3,步骤要点,1. 迈克尔逊干涉仪是否需要调水平？如何调节？,2. 两束光的光程差什么样的范围合适？,3. 激光器因放置到什么高度合适？是否需要水平？调节需要注意什么？,5. 短焦距透镜何时放入光路中？,4. 怎样判断是否形成干涉？,6. 圆环偏心怎么办？M1和M2处于什么样的位置关系可以获得同心圆环 ？,7. 测量前如何消除视差和空程误差，测量中怎样避免空程误差？,8. 想一想：（1）迈克尔逊干涉仪需要调零吗？（2）记录的数据实质上是什么？,迈克尔孙干涉仪的应用实例,1. 利用干涉仪测气体折射率,迈克尔孙干涉仪的应用实例,2. 用迈克耳逊干涉仪测气流
3、,迈克尔孙干涉仪的应用实例,1、不能直视激光器。 2、调整各部件用力要适当，均匀缓慢，不可强旋硬拌。 3、各光学表面不可用手触摸，更不允许擦拭！ 4、（1）调零选定方向时，首先要判断动镜M1与前端的距离。（2）测量时只能向一个方向旋转微动鼓轮移动，避免螺距差 5、使用完毕，适当放松M1和M2的螺钉和拉簧，避免弹性疲劳。,注意事项,分波面法小结,分波振面干涉,分振幅干涉,薄膜的形状,分振幅干涉,解 释 自 然 现 象,2、肥皂泡,1、马路、水面上油膜,测细小直径、厚度、微小变化,测表面不平度,检验透镜球表面质量,应用,1. 干涉的实现。 2. 光源的形状、薄膜的形状。,用牛顿环测平凸透镜的曲率半
4、径,迈克耳逊干涉仪的调节与使用,干涉条纹的特点、定域性？,杨氏双缝干涉,光源与干涉条纹的定域,定域干涉,非定域干涉,面光源照射,平行光入射,两点光源（单色、相干）球面波干涉不局限于某一特定区域 非定域干涉,点光源,扩展光源,干涉局限于某一特定区域,小结,混合型干涉、分振幅干涉 点光源 ，非定域干涉,等厚、分振幅干涉 扩展光源 ，定域干涉,应用,测波长,测透镜球面的半径R,检验透镜球表面质量,总成绩=平时实验成绩+最终考试的成绩（各占一定例）仪器登记本必需填写。仪器登记是实验操作的凭证之一，没有登记者，相应的扣除实验操作成绩。要求：一人一组（同一日期实验，必需时间段要分开），每做一个实验（换一套
5、仪器），需登记一次。 3. 实验日期，组别（可写在学号的后面）等信息填写完全。 4. 请假必须有请假条，无特殊情况不允许请假。如有请假 需把实验及实验报告及时补上，否则不能参加最终考试。 5. 实验完毕后，整理仪器等方可离开。养成规范、严谨的良好习惯！,实验室注意事项 这周及需补交的报告：下周一早上7：308：00间，务必交来。,实验报告,1.实验名称 2.实验目的 3.仪器设备（名称、型号、规格、量程） 4.预习思考题 5.实验原理（实验内容相关）：简明扼要，必要时需画出示意图，重要公式中物理量要加以详细的文字描述。 6.实验步骤：（1）预习报告中操作步骤若与实验实际不符，应重新写出详细、具
6、体真实的实验操作步骤。（2）设计性实验，设计方案及思路必须按要求写入实验报告，并要有具体公式推导过程及结论 （如迈克尔逊干涉仪实验确定K的取值）。（3）现象的描述:实验过程中所有的实验现象都要做好记录描述于实验报告中，并给予定性和定 量的分析。 7.数据处理（1）在数据处理时，应把每个实验的数据重新整理后画出表格，写在实验报告中。（2) 按实验要求，完成实验内容。（如：求出霍尔器件灵敏度KH ， He-Ne激光的波长，平凸 透镜的曲率半径R）。（3）作图：图的名称，横纵坐标代表的物理量及其单位、（注意：因变量为纵坐标，自变量为横坐标，且与原始数据一致、比例适当且作图曲线要平滑。图最好粘贴于实验
7、报中， 以免丢失。 8.思考题 9.结果分析与讨论（误差分析）（1）定量分析（不确定度、百分误差等）。 （2）定性分析讨论（包括本实验的误差来源及其减小方法等）。 注意：（1）原始数据：实验时，一周次所有实验的原始数据记录表格及相应的实验参数（如波 长，B和IM的关系值）统一写在实验报告纸的最后一页。,光波,光的干涉,空气薄膜形状的影响,迈克尔干涉仪补偿板的作用是什么？,对于白光干涉，补偿板是必须的，否则每种波长的光程差都不一样，条纹重叠的结果就是根本看不到任何干涉条纹。 起到一个光程补偿的作用。 如果光源是单色光，这种补偿并非必要，因为光束1（往上的那束光）经过分光镜所增加的光程，完全可以由
8、光束2（往右的那束光）在空气中的行程来补偿。但是对于白光光源，因为玻璃有色散，不同波长的光有不同的折射率，通过玻璃板时所增加的光程不同，无法用空气中的行程补偿，因而观察白光条纹时，补偿板不可缺少。,通常迈克尔干涉仪光路中都有一块平行于分光镜G的用于光程补偿的玻璃板，如果没有使用，对测量结果有无影响？,这个看你用什么光测，对于单色光测量，补偿板可以不要。那部分光程差可以从其它部分补上，测量结果的绝对值改变了，相对值没有任何变化。而测量中我们实际更关注的是相对值，而不是绝对值，所有对于测纳光波长这样的实验，补偿板可以不要。 但是对于白光干涉，补偿板是必须的，否则每种波长的光程差都不一样，条纹重叠的结果就是根本看不到任何干涉条纹。,
