迈克耳干涉仪实验心得

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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划迈克耳干涉仪实验心得迈克尔逊干涉仪测波长结束了一学年的物理实验,对于物理实验我有了自己的认识,大学物理实验是我们进入大学来第一个实验类学科。它即在我们以后的专业课实验学习指导中有着重要的地位,对于以后的就业工作也有着巨大的作用。物理实验是一种锻炼我们独立处理问题和解决问题很好的方式。本学期,物理实验已告一段落。在此,就本学期对物理实验中-“迈克尔逊干涉仪侧波长”实验中存在的感受在说说。迈克尔逊干涉仪是近代物理学的一个重大发现,对整个物理世界具有重要的意义。首先,实验中它是用来测量波长

2、的。总的来说,实验中我学习到了迈克尔逊干涉仪的结构,工作原理。了解到干涉图样的形成和分类以及时间相干性等概念。学习掌握迈克尔逊干涉仪调节的方法及注意事项和迈克尔逊干涉仪侧波长。实验中,采用分振幅法产生两束相干光,从而实现干涉。具体的采用了等倾干涉的方法。点光源发出光线,在M1,M2平行的情况下会有公式:光程差L=2dcos?。这一公式可便于计算。为了实验更为简单易操作,实验中我们需要产生等倾干涉的条纹,而通过自然光源产生的光是从不同方向上入射到M1,M2上的,这样就不能够形成干涉条纹,如果靠近镜面M2处放置一点光源,则在此种情况下等倾干涉实际上就是非实域干涉中屏放到无限远。因而,等倾干涉不一定

3、要点光源。迈克尔逊干涉仪的结构是很精密的。如两个全反镜就要一模一样;光学元件表面也要避免触碰等这也就是为什么迈克尔逊干涉仪要好生维护。在爱因斯(来自:写论文网:迈克耳干涉仪实验心得)坦的相对论中时间是具有相对性的,迈克尔逊干涉仪还是测量时间相对性原理的经典仪器。我知道|En-E1|=h*v=h*。原子的跃迁是从高能态迁至低能态,发出的光波是具有限的波长即发出的不同波长的光线波长长度不是连续的,当波长小于光程差时就不能相遇,从而不能发生干涉现象。实验中光源发出的光是不能绝对的单色的也存在其他波长的波长,实验如果要精确一些,则要求光程差为L=0。此时,干涉条纹的分布才与波长无关。由L=2dcos?

4、可知d发生变化时,条纹都会逐渐错开。实验的观察对于眼睛的要求较高。连续直视对眼睛会有伤害。所以实验的观察也是对自己耐心的考验。试验中要求目不转睛的观察条纹变化,同时避免实验台有振动,因为微小的的振动会对我们数圈造成影响,而且本身迈克尔逊干涉仪就是测量精密仪器的,对于微小的干扰还是比较敏感的。我们每50次记录一次数据,虽然看似50次比较多。但实际上测得的d1,d2相差不大,若是转动次数过少则测量的结果会不准确。如是在数据处理中d相差很大则需要重新测量。实验过程中一定要调节好仪器,耐心,细致的观察,避免产生空程差。空程差是广泛存在于齿轮类机械类仪器中。它是由于螺纹和齿轮不能完全的咬合,当主轮反向转

5、动时,从动轮相对主轮存在移动滞后。对与一些精密的仪器,像迈克尔逊干涉仪这种。一点点误差都是严重的。对于精密的仪器,我们需要学会保养。仪器在放置时应该放置在干燥,清洁的环境中,防止振动,仪器搬动时应该拖住底座。以防导轨变形。分束板,反射镜等光学仪器表面不要用手触碰。一般不允许擦拭,必要时可选用酒精,乙醚的混合液轻轻擦洗。使用时各个部位要用力适当,不要强扭等。经常用T5精密仪表油润滑。导轨面,丝杆应该防治生锈,划伤,锈蚀等。经过精密仪器油擦拭过的螺丝都有红漆,不要擅自转动。迈克尔逊干涉仪运用十分广泛。它是近代物理学测量事业的重大突破,也是对物理世界的巨大贡献。迈克尔逊干涉仪主要用于微小长度的测量,

6、是现代光学仪器组成之一,如傅里叶光谱仪等,对于学习光电信息工程专业的我有着不小的吸引力。迈克尔逊干涉仪曾今在历史上做过许多著名的实验。如著名的迈克尔逊莫雷实验,验证了爱因斯坦相对论的真确性;钠红线的发现,真正的将长度单位标准化;干涉条纹的可见度随光程差变化的实验帮助推导出明暗条纹的分布公式等。“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()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=13个镉红线的波长。在光

7、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】了解迈克尔逊干涉仪的原理和调整方法。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

8、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。G2为补偿扳,它与G1为相同材料,有相同的厚度,且平行安装,目的是要使参加干涉的两光束经过玻璃板的次数相等,波阵面不会发生横向平移。M1为可动全反射镜,背部有三个粗调螺丝。M2为固定全反射镜,背部有三个粗调螺丝,侧面和下面有两个微调螺丝。2.可动全反镜移动及读数可动全反镜在导轨上可由粗动手轮和微动手轮的转动而前后移动。可动全反镜位置的读数为:.(mm)在mm刻度尺上读出。粗动手轮:每转一圈可动全反镜移动1mm,读数窗口内刻度盘转动一圈共100个小格,每小格为,

9、由读数窗口内刻度盘读出。微动手轮:每转一圈读数窗口内刻度盘转动一格,即可动全反镜移动,微动手轮有100格,每格,还可估读下一位。由微动手轮上刻度读出。注意螺距差的影响。激光器激光波长测试原理及方法光程差为:?2dcos?2dcos?k?(明纹)?(2k?1)?2(暗纹)当=0时的光程差最大,即圆心所对应的干涉级别最高。转动手轮移动M1,当d增加时,相当于增大了和k相应的角,可以看到圆环一个个从中心“冒出”;若d减小时,圆环逐渐缩小,最后“淹没”在中心处。每“冒”出或“缩”进一个干涉环,相应的光程差改变了一个波长,也就是M1与M2之间距离变化了半个波长。若将M1与M2之间距离改变了d时,观察到N

10、个干涉环变化,则?d?N?2或?2?dN由此可测单色光的波长。4.钠双线波长差的测量原理和测量方法从条纹最清晰到条纹消失由于M1移动所附加的光程差:Lm?k?2?(k?12)?钠双线波长差:?22LmLm是视场中的条纹连续出现两次反衬度最低时M1所移动的距离。【实验内容】1.测He-Ne激光的波长(1)激光直接照射到分光板中部,调整调节螺丝使观察屏上的最大最亮的2个反射点严格重合。(2)放入扩束镜,使光斑均匀地射到分光板上,调节拉簧螺丝,使屏上出现的圆环的圆心移动到观察屏中央。(3)调节微调鼓轮向一个方向转动几圈,当看到观察屏上有条纹吞吐了,记录M1的初试位置d1。(4)继续转动微调鼓轮,每吞

11、吐50个条纹记录一次M1的位置,连续记录8组数据。2.测钠光的双线波长差(1)点亮钠光灯,使光源与分光板等高并且位于分光板和M2镜的中心连线的延长线上。转动粗调手轮,使M1和M2至G1的距离大致相等。(2)取下并轻轻放置好观察屏,直接用眼睛观察。仔细调节M2后面或下方的调节螺丝,应能看到钠光的等倾条纹。(3)转动粗调手轮,找到条纹变模糊位置,调好标尺零点。用微调手轮继续缓缓移动M1,同时仔细观察至条纹反衬度最低时记下M1的位置。随着光程差的不断变化,按顺序记录六次条纹反衬度最低时M1的位置读数。相邻两次读数差等于Lm的值。1.测He-Ne激光的波长?公6328A,E?公?公65636328?1

12、00?100?。63282.测钠光的双线波长差?5893A,?Lm1?Lm2?+m?=?10m=?10m=?10A?58932?A?。62m2?102?0?,?E?0?0?100?100?。1、迈克尔逊干涉仪是精密仪器,在旋转调整螺丝和手轮时手要轻,动作要稳。切勿用手触摸镜片。2、调测微尺零点方法:先将微调鼓轮沿某一方向旋转至零线,然后以同方向转动粗调鼓轮对齐读数窗口中某一刻度,以后测量时使用微调鼓轮须向同一方向旋转。3、微调鼓轮有方向空程,实验中如果中途反向转动,则须重新调整零点。4、用激光束调节仪器时,应防止激光束射入眼睛,使视网膜受伤。【预习思考题】说明迈克尔逊干涉仪各光学元件的作用,并

13、简要叙述调出等倾干涉条纹的方法及注意事项。答:在迈克尔逊干涉仪光路图中,分光板G1将光线分成反射与透射两束;补偿板G2使两束光通过玻璃板的光程相等;定镜M和动镜M分别反射透射光束和反射光束;凸透镜将激光汇聚扩束。/要获得等倾干涉条纹花样,就必须使M和M2相互平行,即M和M2相互垂直。另外还要有较强而均匀的入射光。调节的主要程序是:用水准器调节迈氏仪水平;目测调节激光管中心轴线,凸透镜中心及分束镜中心三者的连线大致垂直于定镜M。开启激光电源,用纸片挡住M,调节M背面的三个螺钉,使反射光点中最亮的一点返/回发射孔;再用同样的方法,使M反射的最亮光点返回发射孔,此时M和M2基本互相平行。微调M的互相

14、垂直的两个拉簧,改变M的取向,直到出现圆形干涉条纹,此时可以认/为M与M已经平行了。同方向旋动大、小鼓轮,就可以观察到非定域的等倾干涉环纹的“冒”或“缩”。注意事项:迈克尔逊干涉仪是精密仪器,在旋转调整螺丝和手轮时手要轻,动作要稳。切勿用手触摸镜片。调测微尺零点方法:先将微调鼓轮沿某一方向旋转至零线,然后以同方向转动粗调鼓轮对齐读数窗口中某一刻度,以后测量时使用微调鼓轮须向同一方向旋转。微调鼓轮有方向空程,实验中如果中途反向转动,则须重新调整零点。用激光束调节仪器时,应防止激光束射入眼睛,使视网膜受伤。如何利用干涉条纹的“冒出”和“缩进”现象,测定单色光的波长?答:每“冒出”或“缩进”一个干涉环,相应的光程差改变了一个波长,也就是M与M12之间距离变化了半个波长。若将M与M之间距离改变了d时,观察到N个干涉环变化,12则HARBINENGINEERINGUNIVERSITY物理实验报告实验题目:迈克尔逊干涉仪姓名: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、

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