文档介绍：:..迈克尔逊干涉研究性实验报告迈克尔逊干涉基础物理实验研究性报告迈克尔逊干涉Michelsoninterferometer第一作者: 学号:院系:1迈克尔逊干涉摘要:迈克尔逊干涉仪是一种典型的用分振幅法产生双光束以实现干涉的精密光学仪器,利用该仪器可以精确地测量单色光的波长。实验书上所品示的调节方法仅至于仔细调节的两个微调拉簧,直至眼睛上下,左右晃动时,干涉条纹中心无吞吐。但至此仅仅局限于两反射镜垂直,而笔者试图调整干涉仪至使移动反射镜与移动方向垂直,并且比较宥无此调整后实验的不确定度差异。关键词:分振幅法;迈克尔逊干涉;波长;自准直原理;对比误差分析;一、;;。4、探究干涉仪与反射镜移动向不垂直带來的影响二、实验原理1、,它们的折射率和厚度完全相同。,。。,。M2固定不动,Ml可沿臂轴方向平移。由扩展光源S发出的光朿,经分光板分成两部分,它们分别近于垂直地入射在平面反射镜Ml和M2上。经Ml反射的光回到分光板后一部分透过分光板沿E的方向传播,而经M2反射的光回到分光板后则是一部分被反射在E方向。由于两者是相干的,在E处可观察到相干条纹。光束自Ml和M2上的反射相当于自距离为d的Ml和M2z上的反射,其中M2'是平面镜M2为分光板所成的虚像。因此,迈克尔逊干涉仪所产生的干涉与厚度为d、没冇多次反射的空气平行平面板所产生的干涉完全一样。经Ml反射的光三次穿过分光板,而经M2反射的光只通过分光板一次,补偿板就是为消除这种不对称性而设置的。双光束在观察平面处的光程差由下式给定:A=2dcosi式中:d是Ml和M2'之间的距离,i是光源S在Ml上的入射角。但书本屮的上述描述并没有考虑到Ml与导轨是否垂直的问题,而这实际上是会带来测量误差的。分析如下:迈克尔逊干涉反射镜Ml与反射镜M2的反射像M'2相互平行且垂直Y轴。通常通过测量反射镜Ml沿Y轴移动的距离Ad及对应的冒出或陷入干涉条纹的个数n来测量入射光波的波长。这两者满足如下关系式:2Ad=nX其中入为入射光波的波长。满足如下关系式:2Adcos0=nX如果反射镜Ml与反射镜M2的反射像M'2相互平行但与X轴成0角,那么这两者根裾方程式,显然在不考虑其它误差的情况下测量得到的波长值偏大。现考虑如何消除该误差:现试图让平面镜与导轨垂直,可以借助于虚像与实像连线垂直于平面镜的特性,即自准直原理。分别在平谢镜上与导轨上设置参照物,调整使参照物的两个实像与虚像共线。调整思路如下:。,让笔芯的尖端靠***,让该笔芯的尖端与另一个笔芯的尖端靠在一起。,使两根针间距较大。,同时调节反射镜Ml背后的螺丝,直到四笔尖(两笔尖和其在反射镜Ml的像)在同一直线上,那么反射镜Ml与其移动方向就垂直了。三、 实验仪器迈克尔逊干涉仪、氦氖激光器、小孔、扩束镜、毛玻璃。胶带,弯折的笔芯。四、 实验内容1、迈克尔逊干涉仪的调整①粗略调节激光器,使激光束水平地入射到Ml,M2反射镜中部并且大致垂直于仪器导轨。先将Ml,M2背面的3个螺钉以及M2的2个微调拉簧均拧成半紧半松,然后上下移动,左右旋转激光器并调节激光管俯仰,使激光朿入射到Ml,M2反射镜的中心,并使由Ml,M2反射回来的光点回到激器光束输出镜面的中点附近。②调节Ml,M2互相垂直。3迈克尔逊干涉方法:在光源前放置一小孔,让激光束通过小孔入射到Ml,M2上,根裾反射光点的位置对激光束方位做进一步细调。在此基础上调整Ml,M2背面的3个方位螺丝钉,使最亮的光斑与小孔重合。,这时Ml,M2基木垂直。>>2、调整反射镜子Ml与导轨垂直。①①将一弯折的笔芯用胶带固定在反射镜Ml上,让笔芯的尖端靠***面镜中心,注意不能让任何东西触碰反射镜的光学镜面。②在移动导轨上用胶带固定另一根笔芯,让该笔芯的尖端与另一个笔芯的尖端靠在一起,注意不能接触导轨上的螺纹。③移动反射镜Ml,使两根针间距增大,同时保证笔芯的弯折角度不变④通过分束板G1观察。转动粗调旋钮使Ml前后移动,同时调节反射镜Ml背后的螺丝,直到四笔尖(两笔尖和其在反射镜Ml的像)在同一直线上,那么反射镜Ml与其移动方向就垂直了4迈克尔逊干涉(因为手机焦距问题难以清晰