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迈克尔逊干涉仪实验报告

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迈克尔逊干涉仪实验报告_第1页
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迈克尔逊干涉仪的调整与应用原始数据及处理1.1测量钠光灯波长(da=589.3nm)测量次数nM2位置dn(mm)逐差法如=(dn书-dn)/3(mm)平均值Ad(mm)平均波长Z(nm)132.856410.014820.01486594.4232.87118332.886150.01490432.90086532.915890.01486632.93072不确定度计算:仁(g—不)2A=2.48x=2.48:v=0.00010mm,=0.00004mm1n—1.亠a2:一b2=0.00011mmU—Ud=4.4nm,u芒二U100%=0.74%.AN"九1.2双线的波长差:.「Na=0.59nm测量次数M2位置(mm)逐差法得到AD(mm)也九(nm)133.104050.288010.61233.39630333.67745433.974921. 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?答:以白光发生干涉现象时,确定零光程处测定在光路中加入玻璃与否,白光产生干涉时M2镜移动的距离再根据所加入玻璃的厚度,计算出玻璃的折射率2.6、试根据迈克尔逊干涉仪的光路,说明各光学元件的作用,并简要叙述调出等倾干涉、等厚干涉和白光干涉条纹的条件及程序.答:分束板:将光束分为两路光束补偿板:补偿因分束板产生的光程差粗调螺丝:调节M2镜的方位,使其与Mi镜大致垂直细调拉丝:精密调节M2镜的方位,使使其与Mi镜严格垂直鼓轮:调节M2镜的位置,使光学腔的厚度改变等倾干涉:光学腔应严格平行等厚干涉:此时光学腔为披肩状白光干涉:零光程处附近2.7、如何利用干涉条纹“吞”、“吐”现象,测定单色光的波长?答:数一定量的“吞”或“吐”,再根据公式,=2dN计算。

2.8、在根据干涉条纹视见度周期变化的规律测定钠双线波长差的方法中,你是如何理解视见度的变化规律?答:因为双波长产生明暗条纹的位置有一定的差异,当双波长的明条纹正好重合时,此时的视见度最大而当一波长的明条纹与另一波长的暗条纹重合,此时的视见度最小所以视见度是周期变化的2.9、试总结迈克尔逊尔涉仪的调整要点及规律.答:调整要点:1、粗调时,尽量使两像点重合在一起,为后面的细调节省时间2、细调时,朝吞吐减少的方向调,需耐心及细心3、鼓轮测量前须调零,且朝同一方向调节,以免产生空回误差4、做白光干涉实验,调粗调鼓轮,使干涉条件不断地在吞,此时即为向零光程位置调节2.10、在观测等倾干涉条纹,使Mi与M2逐渐接近时,干涉条纹将越来越疏,试描述并说明在零光程处所观察到的现象.答:零光程处,两反射镜产生的光学腔重合此时相当于一个反射镜,不会产生干涉条纹观察到的现象应为一片明亮。

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