迈克尔逊干涉仪实验报告数据处理.pdf

竭诚为您提供优质文档/双击可除

迈克尔逊干涉仪实验报告数据处理

篇一：迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克耳逊干涉仪
一.实验目的
1.了解迈克尔逊干涉仪的结构和原理，掌握调节方法；
2.用迈克尔逊干涉仪测量钠光波长和精细结构。
二.实验仪器
迈克尔逊干涉仪、钠光灯、透镜等。
三.实验原理

迈克耳孙干涉仪原理如图所示。两平面反射镜m1、m2、
光源s和观察点e（或接收屏）四者北东西南各据一方。m1、
m2相互垂直，m2是固定的，m1可沿导轨做精密移动。g1和
g2是两块材料相同薄厚均匀相等的平行玻璃片。g1的一个
表面上镀有半透明的薄银层或铝层，形成半反半透膜，可使

入射光分成强度基本相等的两束光，称g1为分光板。g2与

18

g1平行，以保证两束光在玻璃中所走的光程完全相等且与入
射光的波长无关，保证仪器能够观察单、复色光的干涉。可

见g2作为补偿光程用，故称之为补偿板。g1、g2与平面镜
m1、m2倾斜成45°角。
如上图所示一束光入射到g1上，被g1分为反射光和透
射光，这两束光分别经m1和m2反射后又沿原路返回，在分
化板后表面分别被透射和反射，于e处相遇后成为相干光，
可以产生干涉现象。图中m′2是平面镜m2由半反膜形成的
虚像。观察者从e处去看，经m2反射的光好像是从m′2来
的。因此干涉仪所产生的干涉和由平面m1与m′2之间的空
气薄膜所产生的干涉是完全一样的，在讨论干涉条纹的形成

时，只需考察m1和m2两个面所形成的空气薄膜即可。两面
相互平行可到面光源在无穷远处产生的等倾干涉，两面有小
的夹角可得到面光源在空气膜近处形成的等厚干涉。若光源
是点光源，则上述两种情况均可在空间形成非定域干涉。设

m1和m′2之间的距离为d，则它们所形成的空气薄膜造成
的相干光的光程差近似用下式表示

若m1与m′2平行，则各处d相同，可得等倾干涉。系
统具有轴对称不变性，故屏e上的干涉条纹应为一组同心圆
环，圆心处对应的光程差最大且等于2d,d越大圆环越密。
反之中心圆斑变大圆环变疏。若d增加则中心“冒出”一个
条纹，反之d减小则中心“缩进”一个条纹。故干涉条纹在

28

中心处“冒出”或“缩进”的个数n与d的变化量△d之间
有下列关系

根据该关系式就可测量光波波长λ或长度△d。钠黄双
线的精细结构测量原理简介：
干涉条纹可见度定义为：此时干涉条纹最清晰，可见度
最大；

当，时V=1，
时V=0，可见度最小。
从一视见度最低的位置开始算起，测量一次视见度最低
处的位置，者其间的光程差
为，且由关系算出谱线的精细结构。
四.实验结果计与分析

其中λ=2*Δd/100，根据λ0=589.3nm；
=592.6nme=0.6%
钠光的精细结构：视见度最低的位置

d1=37.98753d2=38.29872
得

=0.5567nm
e=0.5%
误差分析及总结：
由于本实验属于较为精细的光学实验，目测读数时的误
差在所难免，所以使得实验结果不准确，应注意保护眼睛，

38

边读书边休息，小组内交替读数。并且仪器未调好也会造成
较大误差。
五.思考题
1、在观察等倾条纹干涉时，条纹从中心“冒出”说明
兼具是变大了还是变小了？条纹“缩进”又如何？调节等倾
条纹时，若眼睛有左向右平移看条纹“冒出”，有右向左看
是“缩进”，此时位置成什么关系？答：“冒出”时间距变大，

“缩进”时间距变小。说明m1和m2`不平行且右边间距大。
亮纹的条件：2necosγ+λ/2=kλ
干涉条纹是一组同心圆，越靠近中心，倾角i越小，折
射角γ也越小，则cosγ越大，给出的k值也越大。这说明，
越靠近中心，亮环的级次越高。当i=0°时，γ=0°，这时
2e+λ/2=kλ
当增大厚度e时，会看见起初中心亮环变暗，然后变亮。
这是因为e增大，k的级次会变为k+1，因此，中心会产生
一个新的亮环。
由上述可知，条纹从中心涌(:迈克尔逊干涉仪实验报告

数据处理)出时，说明m2与m2之间的距离变大。反之，则
为变小。
若眼睛有左向右平移看条纹“冒出”，有右向左看是“缩

进”则说明m2与m2不平行，且成的夹角的顶端在左边

2、如果实验者是高度近视眼。不戴眼镜能看到等倾条

48

纹干涉或等厚条纹吗？为什么？
答：能看到，因为能够通过调节使光最终聚焦在视网膜
上，因为并不是实在的物体，所以成像位置是可以调节的，

而且调节并不影响m2与m2的位置关系，所以能够看到。
篇二：迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
学生物理实验报告
实验名称迈克尔逊干涉仪的使用
学院专业班级报告人学号同组人学号
同组人学号同组人学号理论课任课教师实验课指导教
师实验日期报告日期实验成绩批改日期
篇三：迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克