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用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告.doc

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用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告.doc

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用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告.doc

文档介绍

文档介绍:三、
1、
2、
3、
4、
名称:用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长
目的:
了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉条纹的形成原理。 通过观察实验现象,加深对干涉原理的理解 学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法。
观察等倾干涉条纹,测量激光的波长。
实验器材:迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光
四、
原理:
迈克尔逊干涉仪光路如图所示。当 M"
和M 2严格平行时,所得的干涉为等倾干涉。
所有倾角为i的入射光束,由Mi和M2反射 反射光线的光程差 二均为2d cosi,式中i 为光线在Mi镜面的入射角,d为空气薄膜的 厚度,它们将处于同一级干涉条纹,
并定位于无限远。这时,图中E处,放一会聚透镜,在其共焦平面上,便可观察 到一组明暗相间的同心圆纹。
干涉条纹的级次以中心为最高,在干涉纹中心,应为 i=0,由圆环中心出现
亮点的条件是厶=2d二k,,得圆心处干涉条纹的级次k二空。当M1和M2的间 距d逐渐增大时,对于任一级干涉条纹,例如第 k级,必定以减少其cosik的值
来满足2dcosik=k',故该干涉条纹向ik变大(cosik变小)的方向移动,即向外 扩展。这时,观察者将看到条纹好像从中心向外“涌出”;且每当间距d增加一时,
2
就有一个条纹涌出。反之,当间距由大逐渐变小时,最靠近中心的条纹将一个个
“陷入”中心,且每陷入一个条纹,间距的改变亦为 一。
2
因此,只要数出涌出或陷入的条纹数,即可得到平面镜 Mi以波长入为单位 而移动的距离。显然,若有N个条纹从中心涌出时,贝憔明Mi相对于M2移动了 -d = N d,已知Mr移动的距离和干涉条纹变动的数目,便可确定光波的波长。
2
五、步骤:
1、仪器设计成微动鼓轮转动时可带动粗动手轮转动,但粗动手轮转动不能带 动微动鼓轮转动(它只带动M1镜运动),为防止粗动手轮与微动鼓轮读数不一致 而无法读数或读错数的情况出现(如粗动轮指整刻度处,而微动轮不指在零刻度 处),在读数前应先调整零点。方法如下:将微动轮沿某一方向(例如顺时针方 向)旋转至零,然后以同方向转动粗动轮使之对齐某一刻度。 之后测量过程中只 能仍以同方向转动微动轮,使 M1镜移动,不得再转动粗动轮,这样才能使微动 轮与粗动轮两者读数相互吻合。
2、为了使测量结果正确,必须避免引入空程误差,也就是说,在调整好零点 以后,应将微动轮按原方向转几圈,直到干涉条纹开始移动以后,才可开始读数 测量。为了消除空程误差,调节中,粗调手轮和微调鼓轮要向同一方向转动;测 量读数时,微调鼓轮也要向一个方向转动,中途不得倒转。这里所谓“同一方向”, 是指始终顺时针,或始终逆时针旋转。
3、用逐差法进行数据处理,表格自拟
六、 记录:
读数位置/mm
起点
第50环
第100环
第150环
第200环
第250环
第300环
第350环
第400环
/△ di = d 25(—d 50