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利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报告英文回答：Michaelson Interferometer for Gas Refractive Index Measurement Experiment Report。
Introduction:The Michelson interferometer is a highly precise instrument that can be used to measure the refractive index of gases. It works by splitting a beam of light into two paths, one of which passes through the gas sample. The two beams are then recombined, and the resulting interference pattern is used to calculate the refractive index of the gas.Experimental Setup:The Michelson interferometer is a relatively simpleinstrument to set up. It consists of two mirrors that are mounted on a rigid frame. A beam of light is split into two paths by a beam splitter, and one of the beams is directed through the gas sample. The two beams are then recombined by a second beam splitter, and the resulting interference pattern is observed on a screen.Procedure:To measure the refractive index of a gas using a Michelson interferometer, the following procedure is followed:1. The interferometer is set up as described above.2. A beam of light is shone into the interferometer.3. The gas sample is placed in the path of one of the beams.4. The interference pattern is observed on the screen.5. The refractive index of the gas is calculated using the following equation:```。
利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报告英文回答：Introduction。
The Michelson interferometer is a device that can be used to measure the refractive index of a gas. It consists of two arms of equal length, each of which is terminated by a mirror. A beam of light is split into two beams, and each beam is sent down one of the arms. The beams are then reflected back by the mirrors and recombined. If the refractive index of the gas in one of the arms is different from the refractive index of the gas in the other arm, the beams will be out of phase when they are recombined, and this will produce an interference pattern.Procedure。
I set up the Michelson interferometer and aligned themirrors so that the beams were recombining in the center of the screen. I then introduced a sample of gas into one of the arms and observed the interference pattern. I measured the distance between the bright bands and used this to calculate the refractive index of the gas.Results。
实验十一 用迈克尔逊干涉光路测空气折射率光的干涉是重要的光学现象之一，是光的波动性的重要实验依据。
两列频率相同、振动方向相同和位相差恒定的相干光在空间相交区域将会发生相互加强或减弱现象，即光的干涉现象。
光的波长虽然很短(4×10－７～8×10－７m 之间)，但干涉条纹的间距和条纹数却很容易用光学仪器测得。
根据干涉条纹数目和间距的变化与光程差、波长等的关系式，可以推出微小长度变化(光波波长数量级)和微小角度变化等，因此干涉现象在照相技术、测量技术、平面角检测技术、材料应力及形变研究等领域有着广泛地应用。
相干光源的获取除用激光外，在实验室中一般是将同一光源采用分波阵面或分振幅2种方法获得，并使其在空间经不同路径会合后产生干涉。
迈克尔逊干涉仪是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。
它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。
利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。
一、实验目的1、掌握迈克尔逊干涉光路的原理和调节方法。
2、学会调出非定域干涉条纹、等倾干涉条纹、等厚干涉条纹。
3、学习利用迈克尔逊干涉光路测量常温下空气的折射率。
二、实验仪器He-Ne 激光器及电源，扩束镜（短焦距凸透镜），全反镜，温度计，小孔光阑，密封玻璃管，气压计等。
三、实验原理1、迈克尔逊干涉光路图11.1是迈克尔逊干涉光路原理图，从光源S 发出的一束光射到分束板1G 上，1G 的后表面镀有半反射膜（一般镀金属银），光在半反射膜上反射和透射，被分成光强接近相等的两束光，一束为反射光1，一束为透射光2。
当激光束以45°角射向分束板1G 时，被分成相互垂直的两束光。
这两束光分别垂直射向两平面反射镜1M 和2M ，经它们反射后再回到分束板1G 的半反射膜上，又汇聚成一束光，射到光屏E 处。
实验 用迈克耳孙干涉仪测量气体折射率[引言]大气中随着海拔高度的上升，空气变得稀薄，大气折射率n 随气体压强的降低而减小，使得光线在大气中传播发生弯曲，对航海中天顶角的测定有一定影响。
而天顶角的测定对船舶的定位起着重要作用，因此，了解气体折射率与大气压强之间的关系具有重要的实际意义。
迈克耳孙干涉仪中的两束相干光各有一段光路在空间中是分开的，人们可以在其中一支光路上放进被研究对象而不影响另一支光路，这就给它的应用带来极大的方便。
实际上常用它来测物质的折射率、厚度和气压等一切可以转化为光程变化的物理量。
[实验目的]1．了解迈克耳孙干涉仪的结构、工作原理和使用方法。
2．学习一种测量气体折射率的方法。
[实验器材]氦氖激光器，扩束镜，迈克尔孙干涉仪，气室（带充气装置），数字气压计。
[实验原理]在迈克耳孙干涉仪光路的一个测量光路上放置一个气室，干涉图样随气室里气体气压的变化而变化：当气压增加时，干涉圆环从中心 “吐出”；反之，干涉圆环向中心“吞入”。
通过研究气体压强变化与条纹移动的关系可以得到气体折射率。
当气室内气体压强改变p ∆时，使气体折射率改变n ∆，光程差改变n L ∆2，从而引起干涉条纹移动N 个，则有λN n L =∆2，于是有：LN n 2λ=∆ （1） 其中，L 为气室长度，λ是光的真空波长。
通常，在温度处于15～30C范围时，空气折射率可用下式计算：9,10003671.018793.2)1(-⨯+=-tpn p t （2）式中温度t 的单位为C ，气压p 的单位为Pa 。
在温度一定下，气体折射率p n )1(-与气压p成正比。
因此有：=∆∆=-pnp n 1常数 整理得： p p nn ∆∆+=1将式（1）代入上式得： ppL N n ∆+=21λ （3）式（3）给出了在气压p 时的空气折射率。
[实验内容]1．调节迈克耳孙干涉仪，使其在接收屏上观察到干涉条纹。
2．向气室中充气加压，记录气压值1p 。
利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报
告
实验目的：
通过利用迈克耳逊干涉仪测量气体折射率，掌握干涉仪的原理
和使用方法，了解气体折射率与气体压强、温度的关系。
实验仪器和材料：
迈克耳逊干涉仪、激光器、气体容器、气压计、温度计、计算
机等。
实验原理：
迈克耳逊干涉仪利用干涉现象测量折射率，当激光穿过气体时，由于气体折射率的影响，光程差发生变化，进而引起干涉条纹的移动。
通过测量干涉条纹的移动距离，可以计算出气体的折射率。
实验步骤：
1. 将迈克耳逊干涉仪放置在稳定的平台上，调整仪器使得激光垂直射入气体容器。
2. 打开激光器，调整干涉仪使得干涉条纹清晰可见。
3. 逐渐增加气体压强，观察干涉条纹的移动情况。
4. 测量不同气体压强下的干涉条纹移动距离，并记录下相应的气体压强和温度。
实验结果：
根据实验数据，我们得到了不同气体压强下的干涉条纹移动距离，并计算出了相应的气体折射率。
通过分析数据，我们发现气体折射率随着气体压强的增加而增加，与温度的关系也符合一定的规律。
实验结论：
通过本次实验，我们成功利用迈克耳逊干涉仪测量了气体的折射率，并得到了一定的实验数据。
同时，我们也掌握了干涉仪的使
用方法和原理，并对气体折射率与气体压强、温度的关系有了更深入的了解。
这对于今后的相关研究和实验具有一定的参考价值。
利用迈克耳逊干涉仪测气体折射率实验报告英文回答：Determination of Refractive Index of Gas Using Michelson Interferometer。
The Michelson interferometer is a versatile tool that can be used to measure various optical properties of materials, including the refractive index of gases. In this experiment, we employed the Michelson interferometer to determine the refractive index of an unknown gas sample.The Michelson interferometer consists of two mirrors, M1 and M2, mounted on a rigid frame in a configuration known as the "common path interferometer." A beam of light from a coherent source is split into two beams using asemi-transparent mirror, M3. One beam travels to mirror M1, while the other travels to mirror M2. The beams are then reflected back to the semi-transparent mirror, where theyrecombine to produce an interference pattern.The interference pattern is typically observed as a series of bright and dark fringes. The position of these fringes depends on the optical path length difference between the two interfering beams. By introducing a cell containing the gas sample into one of the arms of the interferometer, the optical path length is changed, resulting in a shift in the fringe pattern.The change in the fringe pattern can be used to determine the refractive index of the gas sample. The refractive index is a dimensionless quantity that describes the speed of light in a medium relative to its speed in vacuum. A higher refractive index indicates that the light travels slower in the medium.The refractive index of the gas sample can be calculated using the following formula:```。
迈克尔逊干涉仪实验报告英文回答：Michelson Interferometer Experiment Report。
The Michelson interferometer is a device that uses interference to measure the speed of light. It was invented by Albert Michelson in 1881, and it has been used to make many important measurements, including the speed of light, the index of refraction of air, and the gravitational constant.The Michelson interferometer consists of two mirrors that are placed at a distance of about 20 meters apart. A beam of light is split into two beams, and each beam is reflected 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 bands. The bright bands are formed when the two beams arein phase, and the dark bands are formed when the two beams are out of phase. The distance between the bands is inversely proportional to the wavelength of the light.The Michelson interferometer can be used to measure the speed of light by measuring the distance between the bands and the frequency of the light. The speed of light is equal to the wavelength of the light multiplied by the frequency of the light.The Michelson interferometer has also been used to measure the index of refraction of air. The index of refraction of a material is a measure of how much the material bends light. The Michelson interferometer can be used to measure the index of refraction of air by measuring the distance between the bands and the wavelength of the light.The Michelson interferometer is a very precise instrument. It has been used to make many important measurements, and it is still used today in research laboratories.中文回答：迈克尔逊干涉仪实验报告。
组装迈克尔逊干涉仪测定空气折射率迈克尔逊干涉仪中的两束相干光各有一段光路在空间是分开的，两相干光束的光程差的改变可以通过移动一个反射镜或在一光路中加入另一种介质得到，在其中一条光路中放进被研究对象不会影响另一光路，因此，常用它来测量，如物质的折射率、厚度的变化、气压等一切可以转化为光程变化的物理量。
本实验用分立光学元件在光学平台上搭建迈克尔逊干涉装置，在干涉仪的一个臂中插入小气室来测定空气的折射率。
一、实验目的1.通过自行搭建干涉装置，掌握分振幅法产生双光束以实现干涉的原理。
2.观察非定域干涉条纹。
3.掌握用干涉条纹计数法测量空气折射率的原理与方法。
二、实验仪器光学平台、激光器及电源、扩束器、分光镜、平面镜、气室及打气囊、接收屏、若干光学支架和底座。
三、实验原理最简单形式的迈克耳孙干涉仪如图1所示。
从点光源S 发出的光束，被精制的厚度和折射率均匀的玻璃板（分束器）G 分成两路，射向互相垂直的两个平面镜1M 和2M 。
被平面镜反射后，又回到分束器有镀膜的半反射面。
在这两束光形成的干涉场内产生的是非定域干涉条纹，用毛玻璃屏FG 接收。
设'2M 是2M 在G 中的虚像。
可以认为，FG 接收到的干涉图样是1M 和'2M 之间的空气膜上下面的反射光相干产生的。
如图2所示，二束光的光程差AB+BC-AD 2cos d i δ== （1）不同倾角的入射光相干产生明暗相间的圆环。
产生明条纹的条件是2cos (0,1,2)d i k k λ= = （2） 产生暗条纹的条件是 dA B CDi i M 2M 1 图 2M 1 M 2 M 2′G FG S 激光器 图12cos (21)(0,1,2)2d i k k λ=+ = （3） 如果在图1的1M 和G 之间放置一个能够控制充、放气的气室，若气室内空气压力改变了p ∆，折射率改变了n ∆，使光程差增大δ，就会引起干涉条纹N 个环的变化。
设气室内空气柱长度为l ，则λδN nl =∆=2 （4）即：l N n 2/λ=∆ （5）若将气室抽成真空（室内压强近似于零，折射率1=n ），再向室内缓慢充气，同时计数干涉环变化数N ，由公式（5）可计算出不同压强下折射率的改变值n ∆，则相应压强下空气折射率n n ∆+=1 （6）若采取打气的方法增加气室内的粒子（分子和原子）数量，根据气体折射率的改变量与单位体积内粒子数改变量成正比的规律，可求出相当于标准状态下的空气折射率0n 。
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。
迈克尔逊干涉仪测量空气折射率实验报告一、实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理。
2、掌握用迈克尔逊干涉仪测量空气折射率的方法。
3、加深对光的干涉现象的理解。
二、实验原理迈克尔逊干涉仪是一种利用分振幅法产生双光束干涉的精密光学仪器。
其光路图如下图所示：此处可插入迈克尔逊干涉仪光路图由光源 S 发出的光射在分光板 G1 上，被分成两束光，反射光（1）射向平面镜 M1，透射光（2）射向平面镜 M2。
两束光分别被 M1、M2 反射后，又回到分光板 G1，在观察屏 E 处相遇产生干涉条纹。
当 M1 和 M2 严格垂直时，得到的是等倾干涉条纹；当 M1 和 M2 有微小夹角时，得到的是等厚干涉条纹。
本实验中，我们通过测量等倾干涉条纹的变化来测量空气折射率。
假设初始时，干涉仪两臂长度相等，即 L1 ＝ L2，对应的光程差为Δ ＝ 2(L2 L1) ＝ 0，此时观察屏上出现中心为亮点的等倾干涉条纹。
当向迈克尔逊干涉仪的一臂中缓慢充入空气时，光在空气中的传播速度变慢，导致光程增加。
设充入空气后光程变化量为ΔL，空气折射率为 n，则有：ΔL ＝（n 1)L （其中 L 为充入空气的光路长度）通过测量充入空气前后干涉条纹的变化数Δk，以及已知的波长λ和干涉仪的臂长 L，可以计算出空气折射率 n：n ＝ 1 ＋ΔL ／ L ＝ 1 ＋Δkλ ／ 2L三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、HeNe 激光器、气室、气压表、真空泵等。
四、实验步骤1、仪器调节调节迈克尔逊干涉仪的底座螺钉，使仪器大致水平。
打开激光器，使激光束大致垂直入射到分光板 G1 上，并通过调节M1 和 M2 背后的螺钉，使反射回来的两束光在屏上重合，出现干涉条纹。
仔细调节 M1 和 M2 背后的螺钉，使干涉条纹为圆心在视场中心的同心圆环。
2、测量干涉条纹的变化记录初始时干涉条纹的位置和个数。
打开气室阀门，用真空泵缓慢抽出气室内的空气，观察干涉条纹的变化，记录条纹消失的个数。
南昌大学物理实验报告课程名称：普通物理实验（2）
实验名称：空气折射率
学院：专业班级：
学生姓名：学号：
实验地点：座位号：
实验时间：
一、 实验目的：
1.进一步了解光的干涉现象及其形成条件，掌握迈克耳孙干涉光路的原理和调节方法。
2.利用迈克耳孙干涉光路测量常温下空气的折射率。
二、 实验仪器：
迈克耳孙干涉仪、气室组件、激光器、光阑。
三、 实验原理：
迈克尔逊干涉仪光路示意图如图1所示。
其中，G 为平板玻璃，称为分束镜，它的一个表面镀有半反射金属膜，使光在金属膜处的反射光束与透射光束的光强基本相等。
M1、M2为互相垂直的平面反射镜，M1、M2镜面与分束镜G 均成450角；
M1可以移动，M2固定。
2M '表示M2对G 金属膜的虚像。
从光源S 发出的一束光，在分束镜G 的半反射面上被分成反射光束1和透射光束2。
光束1从G 反射出后投向M1镜，反射回来再穿过G ；光束2投向M2镜，经M2镜反射回来再通过G 膜面上反射。
于是，反射光束1与透射光束2在空间相遇，发生干涉。
由图1可知，迈克尔逊干涉仪中，当光束垂直入射至M1、M2镜时，两束光的光程差δ为
)(22211L n L n -=δ （1）
式中，1n 和2n 分别是路程1L 、2L 上介质的折射率。
O
图1 迈克尔逊干涉仪光路示意图
激光S
G
1 2
设单色光在真空中的波长为λ，当
,3 ,2 ,1 ,0 ,==K K λδ （2）
时干涉相长，相应地在接收屏中心的总光强为极大。
由式（1）知，两束相
干光的光程差不但与几何路程有关，还与路程上介质的折射率有关。
当1L 支路上介质折射率改变1n ∆时，因光程的相应改变而引起的干涉条纹的
变化数为N 。
由（1）式和（2）式可知
1
12L N n λ
=
∆ （3）
例如：取nm 0.633=λ和mm L 1001=，若条纹变化10=N ，则可以测得
0003.0=∆n 。
可见，测出接收屏上某一处干涉条纹的变化数N ，就能测出光路中折射率的微小变化。
正常状态（Pa P C t 501001325.1,15⨯==）下，空气对在真空中波长为
nm 0.633的光的折射率00027652.1=n ，它与真空折射率之差为
410765.2)1(-⨯=-n 。
用一般方法不易测出这个折射率差，而用干涉法能很方
便地测量，且准确度高。
四、 实验装置：
实验装置如图2所示。
用He-Ne 激光作光源（He-Ne 激光的真空波长为nm 0.633=λ）
，并附加小孔光栏H 及扩束镜T 。
扩束镜T 可以使激光束扩束。
小孔光栏H 是为调节光束使之垂直入射在M1、M2镜上时用的。
另外，为了测量空气折射率，在一支光路中加入一个玻璃气室，其长度为L 。
气压表用来测量气室内气压。
在O 处用毛玻璃作接收屏，在它上面可看到干涉条纹。
O
图2 测量空气折射率实验装置示意图
激光器
G 气压表
H
T
L
气 室
打气球
调好光路后，先将气室抽成真空（气室内压强接近于零，折射率1=n ），然后再向气室内缓慢充气，此时，在接收屏上看到条纹移动。
当气室内压强由0变到大气压强p 时，折射率由1变到n 。
若屏上某一点（通常观察屏的中心）条纹变化数为N ，则由式（3）可知
L N n 21λ
+
= （4）
但实际测量时，气室内压强难以抽到真空，因此利用（4）式对数据作近似处理所得结果的误差较大。
应采用下面的方法才比较合理。
理论证明，在温度和湿度一定的条件下，当气压不太大时，气体折射率的变化量n ∆与气压的变化量p ∆成正比：
常数=∆∆=-p n
p n 1
所以
p
p
n n ∆∆+
=1 （5）
将（3）式代入该式，可得
p
p L N n ∆+
=21λ （6）
式（6）给出了气压为p 时的空气折射率n 。
可见，只要测出气室内压强由1p 变化到2p 时的条纹变化数N ，即可由式（6）计算压强为p 时的空气折射率n ，气室内压强不必从0开始。
例如，取p =1.01325×105pa ，改变气压p ∆的大小，测定条纹变化数目N ，用（6）式就可以求出一个大气压下的空气折射率n 的值。
五、实验步骤：
1.转动粗动手轮，将移动镜移动到标尺100cm 处；调节迈克耳孙干涉仪光路，在投影屏上观察到干涉条纹。
2.将气室组件放置在导轨上（移动镜前方），调节迈克耳孙干涉仪的光路，在投影屏上观察到干涉条纹即可。
注意：由于气室的通光墙玻璃可能产生多次反射光点，可用调动1M 、2M 镜背后的三颗滚花螺钉来判断，光点发生变化的即是。
3.将气管1一端与气室组件相连，另一端与数字仪表的出气孔相连；气管2与数字仪表的进气孔相连。
4.接通电源，按电源开关，电源指示灯亮，液晶屏显示“.000”。
5.关闭气球上的阀门，鼓气使气压值大于0.09MPa ，读出数字仪表的数值2p ，打开阀门，慢慢放气，当移动60个条纹时，记下数字仪表的数值1p 。
6.重复前面5的步骤，一共取6组数据，求出移动60个条纹所对应的管内压强的变化值12p p -的6次平均值p p ，并求出其标准偏差p S 。
六、实验数据及数据分析处理：
室温=t 15 C 0；大气压=0p 1.01325×105pa ；=L 95mm ；0.633=λnm; =N 60。
平均值ΔP
̅=0.618Mpa 空气折射率n=1.032774 标准差S P =0.01184
七、注意事项
1、 点燃激光管需要几千伏直流高压，调节时不要碰到激光管上的电极，以免触电。
强光还会灼伤眼睛，注意不要让激光直接射入眼睛。
2、不要触摸光学表面。
3、防止小气室及气压表摔坏。
打气时不要超过气压表量程。
4、实验中必须保持安静，尽量避免在实验台附近走动。
