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1、成都信息工程学院物理实验报告姓名： 专业： 班级： 学号： 实验日期： 实验教室： 指导教师： 【实验名称】迈克尔逊干涉仪的调整与使用【实验目的】1. 了解迈克耳孙干涉仪的结构、原理，掌握其调整和使用方法；2. 利用等倾干涉条纹的变化，测量激光器激光波长。【实验仪器】1. 迈克耳孙干涉仪 2. 激光器、扩束镜等【实验原理】1. 迈克尔逊干涉仪图 迈克耳孙干涉仪构造原理图yuanliguang 原理光路如图，、为互相垂直的平面镜；、为相互平行的平面玻璃板，称为分光板，在其一个表面镀有半反射半透射的金属膜，使照在上的光，一半反射，一半透射，反射光和透射光的光强近于相等；称为补偿板，用于补偿光束在板
2、中往返两次所多走的光程。由光源发出一束光，在处分成透射光束和反射光束，这两束光的光强近似相等。光束经到后，反射回来经射到半透膜上，再反射到观察屏；光束经半透膜反射后，到后又反射到半透膜上，再经透射到观察屏，由于满足光的相干条件，这两束光在屏上相遇就形成干涉条纹。是在中看到的的虚像，在光学上，认为干涉就发生在与之间厚度为的空气膜上。2等倾干涉若用扩束光源（提供不同入射角的光源，即在与之间加上一扩束镜）照射，当（即）时，对于与的法线和的法线夹角皆为的入射角，经与反射后成为平行的两束光(1)和(2)（如图3），它们的光程差为 整理，得两束光的光程差为 （1）其中为与间空气膜的厚度，在屏上可以观察到明
3、暗相间的同心圆环，每一个圆环对应一恒定的倾角，我们称这种干涉为等倾干涉。观察这些同心圆环的圆心处，此处 , ，由干涉条纹的明暗条件 （2）可知，干涉条纹圆心处的级数最高，并且移动（即 发生变化）时，中心处条纹级数随之变化，可观察到条纹由中心“冒出”或“缩入”，而每当中心处“冒出”或“缩入”一个条纹，光程差就增加或减少一个波长，就增加或减少，即就移动了。由此可根据移动的距离及条纹级数改变的次数，测出入射光的波长 （3）【实验内容及步骤】（一）调节迈克耳孙干涉仪观察等倾干涉条纹（1）熟悉迈克耳孙干涉仪的结构，各个部件的作用和调节方法等。 （2）粗调：利用激光光束方向性好的特点，用自准直法调节迈克耳
4、孙干涉仪：调节激光器或干涉仪的位置，使激光束通过、垂直照射平面镜，在激光器发射孔面板上可以看到分别由平面镜和反射的两排若干个光斑。调节平面镜和后的三只螺丝，使两排中最亮的两个光斑重合，若调节比较好，光斑中会出现干涉条纹，此时和基本垂直。 （3）调节干涉仪的底座螺丝钉，有时要移动整个干涉仪改变对激光的倾角，使重合的最亮光斑能从激光发射孔反射回去，这时，激光垂直于镜。 （4）细调并测定入射光波长：将扩束镜置于激光器与迈克耳孙干涉仪之间，在屏上可以看到弧形或半圆形干涉条纹（如没有应重新粗调），调整改变倾角的两个微调螺丝14和16，使屏上出现同心圆形干涉条纹，此时和严格垂直。通过转动手轮13和微调鼓轮
5、15 ，使上的条纹适于观测，了解条纹变化规律。 （二）测量HeNe激光的波长旋转手轮，屏上条纹有“涌出”或“陷入”现象。当屏上环心为一暗斑时，记录此时镜的位置；同方向旋转微调手轮，当屏上每“涌出”或“陷入” 50个条纹时，记录镜的位置；重复测量次。注意：每次记录数据时，应使中心暗斑与起始状态一致；旋转微调手轮时，要避免螺距间隙引入的空程差。【注意事项】1、 爱护仪器，使用中所有仪器的光学面绝不允许用手接触；2、 在调节和测量过程中，一定要非常细心和耐心，转动手轮时要缓慢、均匀，调节螺钉一定要轻、慢，不要强旋、硬扳；3、 为了防止引进空程差，每项测量时必须沿同一方向转动手轮，途中不能倒退；4、
6、实验过程中不要让激光束直接射入眼睛，以免对眼睛造成伤害。【数据记录】1、 记录实验数据，并用逐差法求；2、 由式（3）算出激光器激光波长，并与标准值比较求百分误差。Ki涌 出陷 入di(mm)di(mm)di/(mm)di/(mm)K054.7438254.54123K0+5054.7616354.52504K0+10054.7770554.50927K0+15054.7932654.49211K0+20054.8093954.47658K0+25054.8248054.45958【数据处理】可通过逐差法求He-Ne激光的波长涌出陷入百分误差：【实验结果】He-Ne激光的波长：百分误差：【问题
7、讨论】1 在实验中需要调节M1和M2相互垂直（M1和M2相互平行）时，是在没有干涉条纹出现的情形下，利用观察视场中两个光点的位置来操作的，但实际会发现，这样的光点一般都有很多。这些光点的出现是源于入射光束在被分光镜分为两束以及它们在传输过程中所经过的多个玻璃折射，反射后。试根据图1所示的主光路传输路径，总结一套快速正确地选定对应观测光点的方法。 由图1可见，入射光束在分光镜的第1表面和分束面都会有部分光向M1方向反射，经M1再次反射后，从观察屏上看到的右边光点是由分束面反射，即我们所要的对应光点。透过分束镜的光经M2镜反射后，在补偿片的两个界面会形成两个向观察方向反射的光点，右边第3个光点才是由分束面反射，即我们要找的对应光点。2 试由公式说明M1和M2的距离d变大变小同环形干涉条纹中心“冒出或陷入”的对应关系。 由公式2dcosik=k，对同一干涉级次（k不变），当d减小时， i k必然减小，干涉圆环中心向里陷入。1
