文档介绍：迈克尔逊干涉仪测量光波的波长班级: 姓名: 学号: 实验日期: 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. 利用点光源产生的同心圆干涉条纹测定单色光的波长。二、仪器及用具(名称、型号及主要参数) 迈克尔逊干涉仪, He-Ne 激光器,透镜等三、实验原理迈克尔逊干涉仪原理如图所示。两平面反射镜 M 1、M 2 、光源 S 和观察点 E (或接收屏)四者北东西南各据一方。 M 1、M 2 相互垂直,M 2 是固定的,M 1 可沿导轨做精密移动。G 1和G 2 是两块材料相同薄厚均匀相等的平行玻璃片。 G 1 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 G 1 为分光板。 G 2与G 1 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 G 2 作为补偿光程用,故称之为补偿板。 G 1、G 2 与平面镜 M 1、 M 2 倾斜成 45 ° 角。如上图所示一束光入射到 G 1上,被G 1 分为反射光和透射光, 这两束光分别经 M 1和M 2’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 M 2 由半反膜形成的虚像。观察者从 E 处去看,经M 2 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M 1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 M 1和M 2 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M 1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M 1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 之间有下列关系即λ= 根据该关系式就可测量光波波长λ或长度△d。四、实验步骤及操作 1. 单击登陆进入实验大厅 2. 选择光学实验单击 3. 双击迈克尔逊干涉仪进入实验界面 4. 在实验界面单击右键选择“开始实验” 5. 调节仪器。(抓图) 2 cos d i ??2 d N ?? ? 6. 测量: 由测量波长关系式可知,λ是以定值, 平移 M 1 来改变 d, 观察等倾圆环条纹的变化规律并记录。每“冒出”或“缩进” 50 个圆环(中央亮斑最大)记录一次 M 1 镜的位置,连续 9 次,用逐差法处理实验数据。(抓图) 五、数据记录及处理 1. 数据列表表1 平面镜 M1 位置变化测量条纹的吞吐数 N 10 50 100 150 200 d i /mm 条纹的吞吐数 N 2 250 300 350 400 450 d i