迈克尔逊干涉仪实验报告
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迈克尔逊干涉仪实验报告一、实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理。
2、观察等倾干涉和等厚干涉条纹,加深对干涉现象的理解。
3、学会使用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长。
二、实验原理迈克尔逊干涉仪是一种分振幅双光束干涉仪,其光路图如下图所示:此处可插入迈克尔逊干涉仪光路图光源 S 发出的光经过分光板 G1 分成两束光,一束光反射后到达反射镜 M1,另一束光透射后到达反射镜 M2。
两束光分别被 M1 和 M2反射后,再次回到分光板 G1,并在观察屏 E 处相遇发生干涉。
当 M1 和 M2 严格垂直时,观察到的是等倾干涉条纹。
此时,两束光的光程差为:$\Delta = 2d\cos\theta$其中,d 为 M1 和 M2 之间的距离,θ 为入射光与 M1 或 M2 法线的夹角。
当光程差满足:$\Delta = k\lambda$ (k 为整数)时,出现亮条纹;当光程差满足:$\Delta =(k +\frac{1}{2})\lambda$时,出现暗条纹。
当 M1 和 M2 不严格垂直时,观察到的是等厚干涉条纹。
此时,两束光的光程差主要取决于 M1 和 M2 之间的距离变化。
三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、HeNe 激光器、扩束镜、毛玻璃屏等。
四、实验步骤1、仪器调节调节迈克尔逊干涉仪的底座水平,使干涉仪处于水平状态。
调节 M1 和 M2 背后的三个微调螺丝,使 M1 和 M2 大致垂直。
打开 HeNe 激光器,使激光束经过扩束镜后均匀地照射在分光板G1 上,并在毛玻璃屏上看到清晰的光斑。
调节 M1 或 M2 的位置,使屏上出现圆形的等倾干涉条纹。
2、观察等倾干涉条纹仔细调节 M1 或 M2 的位置,使干涉条纹清晰、对比度高。
观察条纹的形状、疏密和级次分布,记录条纹的变化情况。
3、测量光波波长沿某一方向缓慢移动 M1,观察条纹的“冒出”或“缩进”现象,并记录条纹变化的条数 N 和 M1 移动的距离Δd。
迈克尔逊干涉仪实验报告英文回答:The Michelson interferometer experiment is a classic experiment in physics that demonstrates the wave nature of light. The experiment was first performed by Albert Michelson in 1881, and it has since become a standard tool for measuring the speed of light and the index ofrefraction of materials.The Michelson interferometer consists of two mirrors that are placed at a distance of L from each other. A beam of light is split into two beams, and each beam isreflected by one of the mirrors. The two beams are then recombined, and the interference pattern is observed.The interference pattern is a series of bright and dark fringes. The bright fringes are located at points where the two beams are in phase, and the dark fringes are located at points where the two beams are out of phase. The distancebetween the fringes is determined by the wavelength of the light and the distance between the mirrors.The Michelson interferometer experiment can be used to measure the speed of light. By measuring the distance between the fringes and the frequency of the light, it is possible to calculate the speed of light. The Michelson interferometer experiment was used to measure the speed of light with great accuracy, and it helped to confirm the theory of special relativity.The Michelson interferometer experiment can also be used to measure the index of refraction of materials. The index of refraction of a material is a measure of how much the material bends light. By measuring the change in the interference pattern when a material is placed in the path of one of the beams, it is possible to calculate the index of refraction of the material.The Michelson interferometer experiment is a powerful tool for studying the wave nature of light. The experiment has been used to make important discoveries about the speedof light and the index of refraction of materials.中文回答:迈克尔逊干涉仪实验是物理学中一项经典实验,它演示了光的波粒二象性。
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均相等。
由此可知,干涉条纹是一系列与不同倾角对应的同心圆形干涉条纹,称为等倾干涉条纹。
由于1、两列光波在无限远处才能相遇,因此,干涉条纹定域无限远处。
迈克尔逊干涉仪实验报告英文回答:Michelson Interferometer Experiment Report。
Introduction。
The Michelson interferometer is an optical instrument that uses interference to measure the wavelength of light and the speed of light. It was invented by Albert A. Michelson in 1881. The interferometer consists of a light source, two mirrors, and a beam splitter. The light source is split into two beams by the beam splitter. One beam is reflected by one mirror and the other beam is reflected by the other mirror. The two beams are then recombined by the beam splitter and the interference pattern is observed.Methods。
This experiment determined the speed of light using aMichelson interferometer. The following apparatus was used: 1A Michelson interferometer。
2A helium-neon laser。
3A power supply。
4A photodetector。
5A digital oscilloscope。
迈克尔逊干涉仪实验报告迈克尔逊干涉仪实验报告引言:迈克尔逊干涉仪是一种经典的光学实验装置,由美国物理学家迈克尔逊于1887年发明。
该实验装置利用光的干涉现象,可以测量光的波长、光速等物理量。
本文将介绍迈克尔逊干涉仪的原理、实验过程和结果分析。
一、原理迈克尔逊干涉仪的原理基于光的干涉现象。
干涉现象是指两束或多束光波相互叠加形成干涉图样的现象。
干涉可以分为构成干涉的两束光波相位差为零的相干干涉和相位差不为零的非相干干涉。
迈克尔逊干涉仪利用相干干涉的原理进行实验。
迈克尔逊干涉仪由一束单色光源、半透半反射镜、分束镜和反射镜组成。
光源发出的光经过半透半反射镜分成两束,一束直接射向反射镜,另一束经过分束镜后反射到反射镜上。
两束光在反射镜处反射后再次经过分束镜和半透半反射镜,最终在干涉屏上形成干涉条纹。
二、实验过程1. 实验装置搭建首先,将迈克尔逊干涉仪的各个组件按照实验要求搭建好。
确保光源、反射镜、分束镜和半透半反射镜的位置和角度正确。
2. 调整干涉仪使用调节螺丝和卡钳等工具,仔细调整干涉仪的各个组件,使光束能够准确地射到干涉屏上,并形成清晰的干涉条纹。
3. 测量干涉条纹使用目镜或显微镜观察干涉屏上的干涉条纹,并使用尺子或标尺测量干涉条纹的间距。
4. 改变实验条件在保持其他条件不变的情况下,改变实验装置的某些参数,如光源的位置、波长等,观察干涉条纹的变化。
三、结果分析通过实验观察和测量,我们可以得到干涉条纹的间距和变化情况。
根据干涉条纹的间距,我们可以计算出光的波长。
通过改变实验条件,观察干涉条纹的变化,我们可以研究光的传播速度、折射率等物理量。
在实验过程中,我们还可以观察到干涉条纹的明暗变化,这与光的相位差有关。
当两束光波的相位差为整数倍的波长时,干涉条纹明亮;当相位差为半整数倍的波长时,干涉条纹暗淡。
通过观察干涉条纹的明暗变化,我们可以推断光的相位差。
四、实验应用迈克尔逊干涉仪不仅仅是一种用于测量光学参数的实验装置,还广泛应用于科学研究和技术领域。
迈克尔逊干涉仪实验报告
前言
迈克尔逊干涉仪是一种通过干涉现象测量光波长和折射率的仪器。
本次实验旨在通过搭建迈克尔逊干涉仪并测量干涉条纹的间距,以及通过对比干涉条纹的变化来计算空气的折射率。
实验装置
•激光器
•两块反射镜
•半反射镜
•三角架
•平移台
•动态计算机显示器
实验步骤
1.将激光器直接指向半反射镜,将半反射镜的一面对着一个反射镜后照
到墙上观察。
根据反射光路情况能看到一条条垂直的光便是干涉条纹,即洛伦兹-费涅尔干涉条纹。
2.将一个反射镜固定在三角架上的一侧,尽量调节反光镜的髙度与半反
射镜朝向垂直。
3.调整半反射镜的朝向,使反射光与反射光垂直,即把距离半反射镜
50%的光反并到一起。
4.将另一个反射镜点在电子器上,利用电子计算器的平移台,将该反射
镜移动,则会发现干涉条纹的位置也随之移动。
实验结果
我们使用一个动态计算机显示器观察到了干涉条纹的变化。
通过实验我们得到了横向移动距离与干涉条纹间隔的线性关系,我们成功的利用迈克尔逊干涉仪对空气的折射率进行测量,并得到了较为准确的结果。
本次实验成功地搭建了迈克尔逊干涉仪,并对干涉条纹的间距进行了测量。
我们通过干涉条纹的变化成功的计算出了空气的折射率。
迈克尔逊干涉仪作为一种精密测量仪器被广泛应用于光学、物理、电子等学科领域,本次实验为我们提供了实践的机会,也为我们将来学习和研究这一领域提供了基础。
迈克尔逊干涉仪实验报告引言迈克尔逊干涉仪是一种利用光的干涉现象测量间距的仪器。
它是由美国物理学家亚伯拉罕·迈克尔逊于1881年发明的。
迈克尔逊干涉仪广泛应用于光学、激光技术、光纤通信等领域。
本实验旨在通过搭建迈克尔逊干涉仪并进行实验,了解其原理和应用。
实验设备•He-Ne氦氖激光器•1/10波片•片玻璃•半反射膜•波长计•读数显微镜•测距器实验原理迈克尔逊干涉仪利用光的波动性和波的干涉原理进行测量。
它由一个分束器、一面半反射镜、两面平行平板镜和一个光源组成。
光源发出的光经过分束器分为两束,一束经过半反射镜反射,另一束直接透射,然后它们分别在两面平行平板镜上反射,并最后再次汇聚在一起。
当两束光相遇时,会产生干涉现象。
通过调节其中一个平板镜的位置,可以使反射光程差发生变化,从而观察到干涉现象的变化。
实验步骤1.搭建迈克尔逊干涉仪。
安装好分束器、半反射镜和两面平行平板镜,并精确调整位置和方向。
2.打开He-Ne氦氖激光器,并调整光源位置和方向,使得光能够正常通过分束器。
3.将1/10波片放置在半反射镜旁边的光路上,调整它的角度,使得一部分光能够通过。
4.在反射光路上插入片玻璃,观察干涉条纹。
5.通过调整其中一个平板镜的位置,改变反射光程差,观察干涉条纹的变化。
6.使用读数显微镜和测距器,测量不同光程差下的干涉条纹的移动和位置。
实验结果与分析在实验中,我们观察到了干涉条纹的变化。
随着平板镜位置的调整,干涉条纹的位置发生了移动。
通过测量不同光程差下的干涉条纹的移动,我们得到了一组数据。
根据这组数据,我们可以计算出光的波长。
结论通过利用迈克尔逊干涉仪进行实验,我们成功观察到了干涉条纹的变化,并进行了测量。
实验结果证实了迈克尔逊干涉仪的原理,并且得到了光的波长的计算值。
迈克尔逊干涉仪在光学和激光技术中有着广泛的应用,了解和掌握它的原理和使用方法对于进一步研究和应用光学技术具有重要意义。
参考文献1.Smith, Robert W. (1998).。
迈克尔逊干涉仪实验报告
实验目的:
通过迈克尔逊干涉仪实验,观察干涉条纹的产生及其变化规律,掌握干涉仪的基本原理和操作方法。
实验仪器:
迈克尔逊干涉仪、激光光源、准直器、反射镜、半反射镜、屏幕、调节支架等。
实验原理:
迈克尔逊干涉仪是一种利用光的干涉现象测量长度的仪器。
其
原理是利用激光光源发出的单色光,经过半反射镜分成两束光,分
别经过两个反射镜反射后再次汇聚在半反射镜上,形成干涉条纹。
通过调节反射镜的位置,可以改变干涉条纹的位置和形状,从而测
量出待测长度的变化。
实验步骤:
1. 将激光光源接通电源,使其发出单色光。
2. 使用准直器将激光光调节为平行光,照射到半反射镜上。
3. 调节反射镜的位置,观察在屏幕上产生的干涉条纹,并记录下干涉条纹的位置和形状。
4. 移动反射镜,再次观察干涉条纹的变化,并记录下相应的数据。
5. 根据记录的数据,计算出待测长度的变化。
实验结果:
通过实验观察和记录,得到了不同位置和形状的干涉条纹,以及相应的反射镜位置。
根据这些数据,我们成功计算出了待测长度的变化,并与实际值进行了对比,结果基本吻合。
实验总结:
通过迈克尔逊干涉仪实验,我们深入理解了光的干涉现象及其
在测量中的应用。
同时,我们也掌握了干涉仪的操作方法和注意事项,提高了实验操作的技能和经验。
存在问题:
在实验中,我们发现了一些干涉条纹的位置和形状与理论值有一定偏差,可能是由于实验操作不够熟练或仪器本身存在一些误差导致的。
因此,在今后的实验中,我们需要更加细致地操作,以减小误差,提高实验结果的准确性。
迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告实验目的:
本实验旨在利用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长,通过干涉条纹的观察,确定光波的波长值。
实验仪器:
迈克尔逊干涉仪、光源、准直器、望远镜、平面镜、半反射镜等。
实验原理:
迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象测量光波波长的仪器。
在迈克尔逊干涉仪中,光源发出的光线被半反射镜分为两束光线,一束光线直接射向平面镜,另一束光线先被反射后再被半反射镜反射射向平面镜。
两束光线在平面镜处发生干涉,形成干涉条纹。
通过观察干涉条纹的移动,可以计算出光波的波长。
实验步骤:
1. 调整迈克尔逊干涉仪,使得两束光线在平面镜处发生干涉。
2. 观察干涉条纹的移动情况,记录下条纹的变化。
3. 根据干涉条纹的移动情况,计算出光波的波长。
实验结果:
通过观察干涉条纹的移动情况,我们计算出光波的波长为XXX。
实验结论:
本实验利用迈克尔逊干涉仪成功测量了光波的波长,并得到了
较为准确的结果。
实验结果与理论值相符,证明了迈克尔逊干涉仪
测量光波波长的可靠性和准确性。
存在问题及改进方案:
在实验过程中,可能存在干涉条纹的观察不够准确的情况,可
以通过提高观察仪器的精度和稳定性来改进实验结果的准确性。
总结:
本次实验通过迈克尔逊干涉仪成功测量了光波的波长,实验结果较为准确,验证了迈克尔逊干涉仪测量光波波长的可靠性和准确性。
同时,也发现了实验中存在的问题,并提出了改进方案,为今后的实验工作提供了参考和借鉴。
迈克尔逊干涉仪实验报告英文回答:Michelson Interferometer Experiment Report。
Introduction。
The Michelson interferometer is a scientific instrument used to measure the relative velocity between two objects.It was invented by Albert A. Michelson in 1881. The interferometer is based on the principle of interference, which occurs when two waves of the same frequency are superimposed on each other. The resulting wave pattern will have areas of constructive interference, where the waves reinforce each other, and areas of destructive interference, where the waves cancel each other out.Experimental Setup。
The Michelson interferometer consists of a light source,two mirrors, and a beam splitter. The light source emits a beam of light, which is split by the beam splitter into two beams. The two beams are then reflected by the mirrors and recombined by the beam splitter. The resulting beam is observed on a screen.Procedure。
迈克尔逊干涉仪实验报告
一、实验题目:迈克尔逊干涉仪
二、实验目的:
1. 了解迈克尔逊干涉仪的结构、原理和调节方法;
2. 观察等倾干涉、等厚干涉现象;
3. 利用迈克尔逊干涉仪测量He-Ne激光器的波长;
三、实验仪器:
迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、扩束镜、观察屏、小孔光阑四、实验原理(原理图、公式推导和文字说明):
在图M
2′是镜子M
2
经A面反射所成的虚像。
调整好的迈克尔逊干涉仪,在
标准状态下M
1、M
2
′互相平行,设其间距为d.。
用凸透镜会聚后的点光源S是
一个很强的单色光源,其光线经M
1、M
2
反射后的光束等效于两个虚光源S
1
、S
2
′
发出的相干光束,而S
1、S
2
′的间距为M
1
、M
2
′的间距的两倍,即2d。
虚光源
S 1、S
2
′发出的球面波将在它们相遇的空间处处相干,呈现非定域干涉现象,其
干涉花纹在空间不同的位置将可能是圆形环纹、椭圆形环纹或弧形的干涉条纹。
通常将观察屏F安放在垂直于S
1、S
2
′的连线方位,屏至S
2
′的距离为R,屏上
干涉花纹为一组同心的圆环,圆心为O。
设S
1、S
2
′至观察屏上一点P的光程差为δ,则
)1
/)
(4
1
(
)
2
(
2
2
2
2
2
2
2
2
2
-
+
+
+
⨯
+
=
+
-
+
+
=
r
R
d
Rd
r
R
r
R
r
d
R
δ
(1)
一般情况下d
R>>,则利用二项式定理并忽略d的高次项,于是有
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+++=⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++⨯+=)(12)(816)(2)(4222
22222222222
2
r R R dr r R dR r R d R r R d Rd r R δ (2)
所以
)sin 1(cos 22θθδR
d
d +
= (3) 由式(3)可知:
1. 0=θ,此时光程差最大,d 2=δ,即圆心所对应的干涉级最高。
旋转微调鼓轮使M 1移动,若使d 增加时,可以看到圆环一个个地从中心冒出,而后往外扩张;若使d 减小时,圆环逐渐收缩,最后消失在中心处。
每“冒出”(或“消失”)一个圆环,相当于S 1、S 2′的距离变化了一个波长λ大小。
如若“冒出”(或“消失”)的圆环数目为N ,则相应的M 1镜将移动Δd ,显然:
N d /2∆=λ (4)
从仪器上读出Δd 并数出相应的N ,光波波长即能通过式(4)计算出来。
2. 对于较大的d 值,光程差δ每改变一个波长所需的θ的改变量将减小,即两相邻的环纹之间的间隔变小,所以,增大d 时,干涉环纹将变密变细。
五、实验步骤
六、实验数据处理(整理表格、计算过程、结论、误差分析):
m m 105-5⨯=∆仪 N=30
m 10795.6150275-⨯=∆⨯=d λ )Ne He (m 10328.67-⨯=-标λ
m 108.16-⨯=S mm 00005.0=∆仪
m 10175/282
2-⨯=∆+=∆仪s λ
m 10)1.0795.6(7-⨯±=∆±=λλλ
()%4.7%100=⨯-=标标λλ
r E
误差分析
1. 仪器本身震动。
2.条纹有宽带。
3.读数的滚轮上面精确度有限。
4.人眼观察偏差。
5.波长不是单色有宽度。
6.仪器本身零件间空隙。
附:原始数据。