文档介绍：实验压电陶瓷的电致伸缩系数的测量
迈克尔逊干涉仪是一种用分振幅方法产生双光束,以实现干涉的仪器,它在近代物理和计量技术中有着广泛的应用,YJ-MDZ-II压电陶瓷电致伸缩实验仪利用了迈克尔逊干涉仪的原理, 测定压电陶瓷的电致伸缩系数。
实验目的
(1)了解迈克尔逊干涉仪的工作原理,掌握其调整方法;
(2)观察等倾干涉、等厚干涉和非定域干涉现象;
(3)利用电致伸缩实验仪观察研究压电陶瓷的电致伸缩现象,测定压电陶瓷的电致伸缩系数。
实验仪器
YJ-MDZ-II电致伸缩实验仪。
仪器介绍
YJ-MDZ-II电致伸缩实验仪由机械台面、半导体激光器、千分尺、杠杆放大装置等组成,如图1所示。
图1 YJ-MDZ-II电致伸缩实验仪
:1杠杆
一个机械台面固定在底座上,底座上有4个调节螺钉,用来调节台面的水平,在台面上装有半导体激光器、分光板G1、补偿板G2、反光镜M1、反光镜M2、毛玻璃屛、千分尺、10:1杠杆放大装置,台面下装有激光电源插座。调节千分尺x(mm)可使反光镜M
1沿反光镜垂直方向移动x/10(mm)。反射镜M1 M2可沿导轨移动,M1 M2二镜的背面各有二个螺钉,可调节镜面的倾斜度。
实验原理
YJ-MDZ-II电致伸缩实验仪的原理光路
E
1、2
S
G1
G2
M2
M1
M′2
M′2
M1
2
入射光
1
d
i
i
图3 等倾干涉
图2 YJ-MDZ-II电致伸缩实验仪的原理光路
如图2所示,从光源S发出的一束光经分光板G1的半反半透分成两束光强近似相等的光束1和2,由于G1与反射镜M1 和 M2均成450角,所以反射光1近于垂直地入射到M1后经反射沿原路返回,然后透过G1而到达E,透射光2在透射过补偿板G2后近于垂直地入射到M2上,经反射也沿原路返回,在分光板后表面反射后到达E处,与光束1相遇而产生干涉,由于G2的补偿作用,使得两束光在玻璃中走的光程相等,因此计算两束光的光程差时,只需考虑两束光在空气中的几何路程的差别。
从观察位置E处向分光板G1看去,除直接看到M1外还可以看到M2被分光板反射的象,在E处看来好象是M1和M/2反射来的,因此干涉仪所产生的干涉条纹和由平面M1与M’2之间的空气薄膜所产生的干涉条纹是完全一样的,这里M’2仅是M2的像,M1与M’2之间所夹的空气层形状可以任意调节,如使M1与M’2平行(夹层为空气平板)、不平行(夹层为空气劈尖)、相交(夹层为对顶劈尖)、甚至完全重合,这为讨论干涉现象提供了极大的方便,这也是本仪器的长处之一,长处之二是迈克尔逊干涉仪光路中把两束相干光相互分离得很远,这样就可以在任一支光路里放进被研究的东西,通过干涉图像的变化可以研究物质的某些物理特性,如气体折射率等,也可以测透明薄板的厚度。
等倾干涉花样的形成
调节M1 与 M2垂直,则M1与M’2平行,设M1与M’2相距为d,如图3所示,当入射光以i角入射,经M1、M’2反射后成为互相平行的