文档介绍：物理研究性实验报告激光劳埃镜干涉实验【摘要】本文以激光劳埃镜干涉实验为主要内容,介绍了它的实验原理、实验步骤和实验数据的记录及处理,接着介绍笔者在实验过程中遇到的一个实验现象和笔者对该实验现象的一些探究,最后谈谈自己对这个实验的一些改进意见。【实验原理】1、光的干涉:两束光波产生干涉的必要条件是:1)频率相同;2)振动方向相同;3)相位差恒定。产生相干光的方式有两种:分波阵面法和分振幅法。劳埃镜干涉就属于分波阵面法。从S1和S2发出的光线到达P点得光程差是:△L=r2-r1r12=D2+(x-)2r22=D2+(x+)2两式相减,得:r22-r12=2ax另外又有r22-r12=(r2-r1)(r2+r1)=△L(r2+r1)。通常D较a大的很多,所以r2+r1近似等于2D,因此光程差为:△L=如果λ为光源发出的光波的波长,干涉极大和干涉极小处的光程差是:△L===kλ   (k=0,±1,±2,…)明纹=λ(k=0,±1,±2,…)暗纹两干涉条纹之间的距离是:△x=λ所以该单色光源的波长是:λ=△x2、劳埃镜干涉::劳埃镜,又名劳埃德镜,如上图所示,为一反射镜。从狭缝射出的光,一部分(以①表示的光)直接射到屏幕P上,另一部分掠射到反射镜M上,反射后(以②表示的光)到达屏幕上。反射光可看成是由虚光源发出的。、构成一对相干光源。图中阴影的区域表示叠加的区域,这时,在屏幕上可以观察到明、暗相间的干涉条纹。光路组成:具体的光路如上图所示,S为半导体激光器,K为扩束镜,B为劳埃镜,P为偏振片,E为测微目镜。L为测虚光源间距a所用的凸透镜,透镜位于L1位置将使虚光源S1S2在目镜处成方大像,透镜位于L2处将使虚光源在目镜出成缩小像。所有光学元件都放在光具座上,光具座上附有米尺刻度读出各元件的位置。2、测量方法条纹间距△x可直接用测微目镜测出。虚光源间距a用二次成像的方法测得:当保持物、屏位置不变且间距D大于4f时,移动透镜可在其间的两个位置成清晰的实像,一个是放大像,一个是缩小像。设b为虚光源缩小像间距,b’为放大像间距,则两虚光源的实际距离为a=,其中b和b’由测微目镜读出,同时根据两次成像的规律,若分别测出呈缩小像和放大像时的物距S、S’,则物到像屏之间的距离D=S+S’。根据波长的计算公式,得波长和各测量值之间的关系是:λ=【实验仪器】光具座,劳埃镜,测微目镜,凸透镜,扩束镜,偏振片,白屏,激光发生器。【主要步骤】1、各光学元件的共轴调解调节激光束平行于光具座沿导轨移动白屏,观察屏上激光光点的位置是否改变,相应调解激光方向,直至在整根导轨上移动白屏时光点的位置不再变化,至此激光光束与导轨平行。调劳埃镜与光源共轴将劳埃镜放到导轨距激光器约30cm的位置上,使劳埃镜面尽量与导轨平行,然后在白屏上观察双光源像,再微调劳埃镜,使双光源等亮且相距较近。(在实验中的效果是,在能够辨识双光源的情况下越近越好,如此干涉条纹才比较清晰;若太远,干涉条纹效果不好。)粗调测微目镜与其它元件等高共轴将测微目镜放在距劳埃镜约70cm处,调节测微目镜,使光点穿过其通光中心。此时激光尚未扩束,决不允许直视测微目镜内的视场,以防激光坐灼伤眼睛。粗调凸透镜与其他元件等高共轴将凸透镜插于横向可调支座上,放在劳埃镜后面,调节透镜,使双光点穿过透镜的正中心。用扩束镜使激光束变成点光源在激光器与劳埃镜之间距劳埃镜20cm处放入扩束镜并进行调节,使激光穿过扩束镜。在测微目镜前放置偏振片,旋转偏振片是测微目镜内视场亮度适中。用二次成像法细调凸透镜与测微目镜等高共轴通过“大像追小像”,不断调节透镜和测微目镜位置,直至虚光源大、小像的中心与测微目镜叉丝重合。(在实际实验中,是使双光点的连线和横叉丝重合)干涉条纹调整去掉透镜,适当微调劳埃镜,使通过测微目镜观察到清晰的干涉条纹。2、波长的测量测条纹间距△x。连续测量20个条纹的位置xi。如果视场内干涉条纹没有布满,则可对测微目镜的水平位置略作调整;视场太暗可旋转偏振片调亮。测量虚光源缩小像间距b及透镜物距S。测b时应在鼓轮正反向前进时,各做一次测量。注意:i)不能改变扩束镜、劳埃镜及测微目镜的位置;ii)用测微目镜读数时要消空程。用上述同方法测量虚光源放大像间距b’及透镜物距S’。【数据记录与处理】1、实验数据记录及初步处理:原始数据列表如下:i**********+△           大像光源间距:b=