迈克尔逊干涉实验报告

实验目的：

1）学会使用迈克尔逊干预仪

2）观察等倾、等厚和非定域干预现象

3）测量氦氖激光的波长和钠光双线的波长差。

实验仪器：

氦氖激光光源、钠光灯、迈克尔逊干预仪、毛玻璃屏

实验原理：

1：迈克尔逊干预仪的原理：

迈克尔逊干预仪的光路图如下图，光源S出发的光经过称。45放置的反面镀银的半透玻璃板1P被分成互相垂直的强度几乎相等的两束光，光路1通过1M镜反射并再次通过1P照射在观察平面E上，光路2通过厚度、折射率与1P相同的玻璃板2P后由2M镜反射再次通过2P并由1P反面的反射层反射照射在观察平面E上。图中平行于1M的'2M是2M经1P反射所成的虚像，即1P到2M与1P到'2M的光程距离相等，故从1P到2M的光路可用1P到'2M等价替代。这样可以认为1M与'2M之间形成了一个空气间隙，这个空气间隙的厚度可以通过移动1M完成，空气间隙的夹角可以通过改变1M镜或2M镜的角度实现。当1M与'2M平行时可以在观察平面E处观察到等倾干预现象，当1M与'2M有一定的夹角时可以在观察平面E处观察到等厚干预现象。

2：激光器激光波长测量原理：

由等倾干预条纹的特点，当θ =0 时的光程差δ 最大，即圆心所对应的干 涉级别最高。转动手轮移动 M1，当 d 增加时，相当 于增大了和 k 相应的θ 角 ，可以看到圆 环一个个从中心“冒出” ；假设 d 减小时，圆环逐渐 缩小，最后“淹没”在中心处。 每“冒”出或“缩”进一个干预环，相应的光程差改变了一个波长，也就是 M 与M ’之间距离 变化了半个波长。 假设将 M与 M ’之间距离改变了△d 时，观察到 N 个干预环变化，则△d=N𝜆2 由此可测单色光的波长。

3：钠光双线波长差的测定：

在使用迈克尔逊干预仪观察低压钠黄灯双线的等倾干预条纹时，可以看到随着动镜1M的移动，条纹本身出现了由清晰到模糊再到清晰的周期性变化，即反衬度从最大到最小再到最大的周期性变化，利用这一特性，可测量钠光双线波长差，对于等倾干预而言，波长差的计算公式为：Δλ=2𝜆−2Δ𝑑

1 “迈克尔逊干涉仪”实验报告

【引言】

迈克尔逊干涉仪是美国物理学家迈克尔逊(A.A.Michelson)发明的。1887年迈克尔逊和莫雷(Morley)否定了“以太”的存在，为爱因斯坦的狭义相对论提供了实验依据。迈克尔逊用镉红光波长作为干涉仪光源来测量标准米尺的长度，建立了以光波长为基准的绝对长度标准，即1m=1 553 164．13个镉红线的波长。在光谱学方面，迈克尔逊发现了氢光谱的精细结构以及水银和铊光谱的超精细结构，这一发现在现代原子理论中起了重大作用。迈克尔逊还用该干涉仪测量出太阳系以外星球的大小。

因创造精密的光学仪器，和用以进行光谱学和度量学的研究，并精密测出光速，迈克尔逊于1907年获得了诺贝尔物理学奖。

【实验目的】

（1）了解迈克尔逊干涉仪的原理和调整方法。

（2）测量光波的波长和钠双线波长差。

【实验仪器】

迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、钠光灯、扩束镜

【实验原理】

1.迈克尔逊干涉仪结构原理

图1是迈克尔逊干涉仪光路图，点光源S发出的光射在分光镜G1，G1右表面镀有半透半反射膜，使入射光分成强度相等的两束。反射光和透射光分别垂直入射到全反射镜M1和M2，它们经反射后再回到G1的半透半反射膜处，再分别经过透射和反射后，来到观察区域E。如到达E处的两束光满足相干条件，可发生干涉现象。

G2为补偿扳，它与G1为相同材料，有相同的厚度，且平行安装，目的是要使参加干涉的两光束经过玻璃板的次数相等，波阵面不会发生横向平移。

M1为可动全反射镜，背部有三个粗调螺丝。

M2为固定全反射镜，背部有三个粗调螺丝，侧面和下面有两个微调螺丝。

2.可动全反镜移动及读数

可动全反镜在导轨上可由粗动手轮和微动手轮的转动而前后移动。可动全反镜位置的读数为：

××.□□△△△ (mm)

（1）××在mm刻度尺上读出。

2 （2）粗动手轮：每转一圈可动全反镜移动1mm，读数窗口内刻度盘转动一圈共100个小格，每小格为0.01mm，□□由读数窗口内刻度盘读出。

迈克尔逊干涉仪实验报告

自查报告。

实验名称，迈克尔逊干涉仪实验。

实验日期，2022年10月10日。

实验地点，XX大学物理实验室。

实验目的，通过迈克尔逊干涉仪观察干涉条纹，验证光的干涉现象。

实验过程，首先，我们搭建了迈克尔逊干涉仪，调整好光路和干涉仪的位置。然后，我们使用激光光源照射到干涉仪中，观察干涉条纹的变化，并记录下观察到的现象。接着，我们改变干涉仪的位置和角度，再次观察干涉条纹的变化。最后，我们根据实验数据进行分析和总结。

实验结果，通过实验观察，我们清晰地看到了干涉条纹的变化，证实了光的干涉现象。随着干涉仪位置和角度的改变，干涉条纹的间距和亮暗条纹的变化也随之发生。

实验结论，通过本次实验，我们验证了光的干涉现象，实验结果与理论预期相符。同时，我们也加深了对迈克尔逊干涉仪的原理和应用的理解。

存在问题，在实验过程中，我们发现了一些实验数据记录不够准确的情况，可能导致了一些误差。在未来的实验中，我们需要更加细致地记录实验数据，以提高实验结果的准确性。

改进方案，为了提高实验数据的准确性，我们将在实验过程中更加细致地记录数据，并且在实验前对仪器进行更加仔细的校准，以减小误差的发生。

总结，本次迈克尔逊干涉仪实验取得了良好的实验效果，验证了光的干涉现象。通过实验，我们不仅加深了对光的干涉现象的理解，也提高了实验操作的能力。在今后的学习和实验中，我们将继续努力，不断提高实验技能和理论水平。

迈克尔逊干涉仪,实验报告 迈克尔孙干涉仪实验报告 迈克耳孙干涉仪实验报告 实验目的 1、了解迈克尔逊干涉仪的结构及工作原理，掌握其调试方法 2、学会观察非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉及光源的时间相干性，空间相干性等重要问题。 实验原理 1. 迈克尔逊干涉仪的光路 迈克尔逊干涉仪有多种多样的形式，其基本光路如图5.16.1 所示。从光源束光，在分束镜束1射出 的半反射面 发出的一 上被分成光强近似相等的反射光束1和透射光束2。反射光 ；光束2经过补偿板 投向反射镜 ，反 后投向反射镜，反射回来再穿过 射回来再通过，在半反射面上反射。于是，这两束相干光在空间相遇并产生干涉，通 过望远镜或人眼可以观察到干涉条纹。 补偿板 的材料和厚度都和分束镜

相同，并且与分束镜 平行放置，其作用是为了 补偿反射光束1因在中往返两次所多走的光(来自: 写 论文网:迈克尔逊干涉仪,实验报告)程，使干涉仪对不同波长的光可以同时满足等 光程的要求。 2. 等倾干涉图样 (1) 产生等倾干涉的等效光路 如图2所示（图中没有绘出补偿板外，还可以看到 镜经分束镜 ），观察者自 点向 镜看去，除直接看到 镜 的半反射面 和 反射的像。这样，在观察者看来，两 相干光束好象是由同一束光分别经涉仪所产生的干涉花样与形成时，只要考虑 、 、 反射而来的。因此从光学上来说，迈克尔逊干

间的空气层所产生的干涉是一样的，在讨论干涉条纹的 两个面和它们之间的空气层就可以了。 、 和观察屏的相 所以说，迈克尔逊干涉仪的干涉情况即干涉图像是由光源以及对配置来决定的。 (2) 等倾干涉图样的形成与单色光波长的测量 当 和 镜垂直于 镜时， 与 相互平行，相距为 。若光束以同一倾角入射在 作 垂直于光 上，反射后形成1和两束相互平行的相干光，如图3所示。过 线。因和之间为空气层，，则两光束的光程差为 所以 当 固定时，由（1）式可以看出在倾角 （1） 相等的方向上两相干光束的光程差