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实验一迈克尔逊干涉仪的调整及应用一、实验目的1. 了解迈克尔逊干涉仪的原理及结构。
2. 学会迈克尔逊干涉仪的调整，基本掌握其使用方法。
3. 观察各种干涉现象，了解它们的形成条件。
二、实验仪器1. WSM-200型迈克尔逊干涉仪一台2. HNL-55700多束光纤激光源一台三、实验原理3.1 迈克耳孙干涉仪的构造图1为迈克尔逊干涉仪的结构示意图。
图1 迈克尔逊干涉仪的结构示意图仪器包括两套调节机构，第一套调节机构是调节反光镜1的位置。
旋转大转轮和微调转轮经转轴控制反光镜1在导轨上平移；第二套调节机构是调节反光镜1和反光镜2的法线方向。
通过调节反光镜1、2后面的调节螺钉以及反光镜2的两个方向拉杆来控制反光镜的空间方位。
在仪器的中部和中部偏右处，分别固定安装着分光镜和补偿片，其位置对仪器的性能有重要影响，切勿变动。
在补偿片的右侧是反射镜2，它的位置不可前后移动，但其空间方位是可调的。
反射镜1和反射镜2是通过金属弹簧片以及调节螺钉与支架弹性连接的，调节反射镜支架上的三颗调节螺钉，改变弹簧片的压力，从而改变反射镜面在空间的方位。
显然，调节螺丝钉过紧或太松，都是不利于调节反射镜方位的错误操作。
反射镜1在导轨上的位置坐标值，由读数装置读出。
该装置共有三组读数机构：第一组位于左侧的直尺C1，刻度线以mm为单位，可准确读到毫米位；第二组位于正面上方的读数窗C2，刻度线以0.01mm为单位，可准确读出0.1和0.01毫米两位；第三组位于右侧的微动转轮的标尺C3，刻度线以0.0001mm为单位，可准确读0.001和0.0001毫米两位，再估读一位到0.00001毫米。
实际测量时，分别从C1、C2各读得2位数字、从C3读得3位（包括1位估读）数字，组成一个7位的测量数据，如图2所示。
可见仪器对位移量的测定精度可达十万分之一毫米，是一种图2 关于M1位置读数值的组成方法非常精密的仪器。
务必精细操作，否则很容易造成仪器的损坏！3.2 迈克耳孙干涉仪的原理迈克尔逊干涉仪是利用分振幅法产生的双光束干涉，其光路图如图3所示。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
实验目的，通过使用迈克尔逊干涉仪，观察干涉条纹的形成和
变化，掌握干涉仪的使用方法，并对光的干涉现象有更深入的理解。
实验仪器，迈克尔逊干涉仪、激光器、透镜、分束板、反射镜等。
实验步骤：
1. 将激光器放置在迈克尔逊干涉仪的一端，并调整激光器使其
垂直照射到分束板上。
2. 调整分束板和反射镜，使激光光束分为两束，分别经过不同
的光程后再次汇聚在一起。
3. 观察在干涉仪的屏幕上出现的干涉条纹，并记录下其形态和
变化。
4. 调整干涉仪的光程差，观察干涉条纹的变化规律。
5. 根据实验结果，分析干涉条纹的形成原理和光的干涉现象。
实验结果：
在实验中观察到了清晰的干涉条纹，随着光程差的变化，干涉条纹的间距和形态也发生了变化。
通过实验数据的分析，得出了干涉条纹的形成是由于光的相位差引起的，光程差的变化导致了干涉条纹的移动和变化。
实验结论：
通过本次实验，我对迈克尔逊干涉仪的使用方法有了更深入的了解，也对光的干涉现象有了更清晰的认识。
同时，通过实验数据的分析，我对干涉条纹的形成原理有了更深入的理解，这对我今后的学习和研究将有很大的帮助。
存在问题及改进方案：
在实验过程中，我发现调整干涉仪的光程差比较困难，需要更加细致的调整和操作。
下次在实验中，我会更加细心地调整仪器，以获得更精确的实验数据。
自查人：（签名）日期：。
迈克耳孙干涉仪的调整与使用技巧迈克耳孙干涉仪（Michelson interferometer）是一种常用的光学仪器，广泛应用于光学测量、干涉实验等领域。
正确的调整和使用迈克耳孙干涉仪对于获得准确的实验结果至关重要。
本文将介绍迈克耳孙干涉仪的调整方法以及使用技巧，帮助读者更好地理解和应用这一仪器。
1. 干涉仪的基本原理迈克耳孙干涉仪是利用光的干涉原理进行测量的仪器。
它由两束光线沿不同路径传播后再次叠加产生干涉，通过观察干涉图案的变化可以获得有关样品或光源的信息。
2. 调整干涉仪的步骤（1）准备工作在调整迈克耳孙干涉仪之前，首先要确保仪器和光源的完好和稳定。
检查干涉仪的光学元件是否清洁，光源是否稳定，确保能够获得高质量的干涉图案。
（2）调整光路通过调整迈克耳孙干涉仪的光路，使得两束光相干，达到干涉的条件。
具体步骤如下：- a. 调整分束镜迈克耳孙干涉仪的分束镜是将光分成两束的关键元件。
调整分束镜的位置和角度，使得两束光线的光程差尽量为零。
- b. 调整反射镜调整迈克耳孙干涉仪的反射镜位置和角度，使得两束光线重新叠加时能够产生明亮的干涉条纹。
通过微调反射镜的位置和角度，使得干涉图案更加清晰和明亮。
（3）干涉图案的观察与调整在调整好光路之后，需要观察干涉图案，并进行调整以获得最佳的观察效果。
根据实验需求，通过微调分束镜和反射镜的位置和角度，调整干涉图案的大小、亮度和清晰度。
3. 干涉仪的使用技巧（1）保持稳定在使用迈克耳孙干涉仪进行实验时，保持仪器和光源的稳定非常关键。
避免干涉仪受到外界震动或温度变化的干扰，以确保实验的准确性和可重复性。
（2）校正光程差干涉仪的光程差是影响干涉图案的重要因素。
在实验中，根据需要可以通过微调分束镜或者引入补偿片等方法，校正光程差以获得所需的干涉效果。
（3）避免散射和干涉损失在进行干涉实验时，需要注意避免光线的散射和干涉损失。
合理调整干涉仪的参数，选择合适的光源和滤波器，减少或者消除散射光和多次反射干涉，确保实验结果的准确性。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用迈克尔逊干涉仪是光学实验中一种重要的仪器，它的原理是基于干涉现象来测量长度、速度、折射率等物理量。
因此，正确地调节和使用迈克尔逊干涉仪对于实验结果的准确性和可靠性至关重要。
一、调节步骤1、粗调：首先调整干涉仪的粗调旋钮，使干涉条纹大致对称。
2、细调：然后调整干涉仪的细调旋钮，使干涉条纹更加清晰、对称。
具体步骤如下：（1）将光源对准干涉仪的入射缝，调整干涉仪的三个脚螺旋，使干涉条纹出现在视野中。
（2）调节干涉仪的粗调旋钮，使干涉条纹大致对称。
（3）调节干涉仪的细调旋钮，使干涉条纹更加清晰、对称。
可以通过观察干涉条纹的移动方向和距离来判断调节是否正确。
（4）重复以上步骤，直到干涉条纹完全对称、清晰。
二、使用注意事项1、保持干涉仪的清洁，避免灰尘和污垢进入干涉仪内部。
2、在调节过程中，要轻拿轻放，避免损坏干涉仪的精密部件。
3、在使用过程中，要避免过度调节粗调旋钮和细调旋钮，以免损坏干涉仪的调节机构。
4、在记录实验数据时，要保证记录的准确性和完整性。
5、在实验结束后，要将干涉仪恢复到初始状态，以便下一次使用。
正确地调节和使用迈克尔逊干涉仪需要耐心和细心。
只有掌握了正确的调节方法，才能更好地发挥其作用，提高实验的准确性和可靠性。
迈克尔逊干涉仪法测定玻璃折射率迈克尔逊干涉仪是一种精密的光学仪器，其原理基于干涉现象，能够用于测量微小的长度变化和折射率。
本文将介绍如何使用迈克尔逊干涉仪法测定玻璃的折射率。
一、实验原理折射率是光学材料的一个重要参数，它反映了光在材料中传播速度的改变。
迈克尔逊干涉仪法利用干涉现象来测量折射率。
当光线通过不同介质时，其速度和波长都会发生变化，这就导致了光程差的产生。
通过测量光程差，我们可以计算出介质的折射率。
二、实验步骤1、准备实验器材：迈克尔逊干涉仪、单色光源（如激光）、测量尺、待测玻璃片。
2、将单色光源通过分束器分为两束相干光束，一束直接照射到参考镜，另一束经过待测玻璃片后照射到测量镜。
迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告一、仪器调节1.调整镜面平行度：首先放置迈克尔逊干涉仪的光源，然后用手将光源移动，调整反射平面镜的角度，使光线在迈克尔逊干涉仪的整个光路中都能自由传播。
2.调整分束镜：使用一张透明的玻璃片将光线分束，再观察平行光束通过分束镜后是否能刚好落在平面镜的表面上，如果不能，则需要调整分束镜的位置，直到两束光线都能够平行而且刚好敲在平面镜上。
3.调整反射镜：迈克尔逊干涉仪中的反射镜有一个活动镜面，需要调整其位置，使两束光线在平面镜上反射时能够准确地再次合成一束光线，从而形成干涉现象。
4.调整干涉条纹：最后，可以在观察屏幕上是否能够清晰地看到干涉条纹，在实验过程中可以适当调整光源的位置或者调整反射镜的倾斜角度，以获得更好的干涉效果。
二、实验使用1.实验准备：首先设置好迈克尔逊干涉仪，并确保调节好仪器，使光线能够正常穿过仪器。
2.实验操作：将待测光源置于迈克尔逊干涉仪的一个光路中，调整干涉仪中的反射镜位置，使干涉条纹清晰。
然后，改变待测光源的位置，测量干涉条纹的移动量，利用已知的反射器间距和探测器移动的距离，可以计算得到光的速度。
3.数据处理：使用测得的数据和已知的仪器参数，进行计算和分析。
根据测得的干涉条纹移动量和已知的反射器间距，利用干涉仪的原理和公式，计算得到光的速度。
5.讨论和结论：根据实验结果，对实验中的不确定因素进行讨论，并得出结论。
如果实验结果与理论值一致，说明测量方法正确并且仪器使用正常；如果存在差异，可以分析差异的原因，并进一步完善实验方法或改善仪器使用的条件。
总之，迈克尔逊干涉仪是一种常见的用于测量干涉现象的仪器，通过调节和使用可以进行光速测量、薄膜厚度测量等实验。
在进行实验操作时，需要注意仪器的准确调节和数据的准确处理，以确保实验结果的可靠性。
迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验报告迈克尔逊干涉仪的调整和使用实验报告引言：迈克尔逊干涉仪是一种重要的光学仪器，它可以用来测量光的干涉现象。
在本实验中，我们将对迈克尔逊干涉仪进行调整，并使用它来观察干涉条纹的产生和变化。
一、实验目的本实验的主要目的是熟悉迈克尔逊干涉仪的调整方法，了解干涉条纹的产生原理，并通过实验观察干涉条纹的变化。
二、实验器材1. 迈克尔逊干涉仪：包括光源、分束器、反射镜和接收屏等组成部分。
2. 平行光源：用于提供单色光源。
3. 反射镜：用于反射光线。
4. 接收屏：用于观察干涉条纹。
三、实验步骤1. 调整光源：将平行光源放置在适当位置，并调整其亮度，保证光线足够明亮。
2. 调整分束器：将分束器放置在适当位置，使得光线能够均匀地分成两束。
3. 调整反射镜：将反射镜放置在适当位置，使得其中一束光线经过反射后与另一束光线相遇。
4. 调整接收屏：将接收屏放置在适当位置，并调整其位置，使得干涉条纹能够清晰地显示出来。
5. 观察干涉条纹：调整各个部分的位置，观察干涉条纹的产生和变化，并记录下观察结果。
四、实验结果与分析通过实验观察，我们可以看到干涉条纹的产生和变化。
当两束光线相遇时，由于光的波动性，会形成干涉现象。
当两束光线相位差为整数倍的波长时，会产生明纹，而相位差为半整数倍的波长时，会产生暗纹。
通过调整反射镜和接收屏的位置，我们可以改变两束光线的光程差，从而观察到干涉条纹的变化。
在实验过程中，我们还观察到了干涉条纹的间距变化随光源波长的变化而变化。
根据迈克尔逊干涉仪的原理，当光源波长增大时，干涉条纹的间距也会增大；当光源波长减小时，干涉条纹的间距也会减小。
这是因为光的波长与干涉条纹的间距之间存在一个正比关系。
五、实验总结通过本次实验，我们学习了迈克尔逊干涉仪的调整方法，并通过观察干涉条纹的产生和变化，加深了对干涉现象的理解。
我们还发现了干涉条纹的间距与光源波长之间的关系。
这些实验结果对于进一步研究光的干涉现象和应用具有重要意义。
实验一迈克尔逊干涉仪的调整及应用
一、实验目的
1. 了解迈克尔逊干涉仪的原理及结构。
2. 学会迈克尔逊干涉仪的调整，基本掌握其使用方法。
3. 观察各种干涉现象，了解它们的形成条件。
二、实验仪器
1. WSM-200型迈克尔逊干涉仪一台
2. HNL-55700多束光纤激光源一台
三、实验原理
3.1 迈克耳孙干涉仪的构造
图1为迈克尔逊干涉仪的结构示意图。
图1 迈克尔逊干涉仪的结构示意图
仪器包括两套调节机构，第一套调节机构是调节反光镜1的位置。
旋转大转轮和微调转轮经转轴控制反光镜1在导轨上平移；第二套调节机构是调节反光镜1和反光镜2的法线方向。
通过调节反光镜1、2后面的调节螺钉以及反光镜2的两个方向拉杆来控制反光镜的空间方位。
在仪器的中部和中部偏右处，分别固定安装着分光镜和补偿片，其位置对仪器的性能有重要影响，切勿变动。
在补偿片的右侧是反射镜2，它的位置不可前后移动，但其空间方位是可调的。
反射镜1和反射镜2是通过金属弹簧片以及调节螺钉与支架弹性连接的，调节反射镜支架上的三颗调节螺钉，改变弹簧片的压力，从而改变反射镜面在空间的方位。
显然，调节螺丝钉过紧或太松，都是不利于调节反射镜方位的错误操作。
反射镜1在导轨上的位置坐标值，由读数装置读出。
该装置共有三组读数机构：第一组位于左侧的直尺C 1，刻度线以mm 为单位，可准确读到毫米位；第二
组位于正面上方的读数窗C 2，刻度线以0.01mm 为单位，可准确读出0.1和0.01
毫米两位；第三组位于右侧的微动转轮的标尺C 3，刻度线以0.0001mm 为单位，
可准确读0.001和0.0001毫米两位，再估读一位到0.00001毫米。
实际测量时，分别从C 1、C 2各读得2位数字、从C 3读得3
位（包括1位估读）数字，组成一个7位的
测量数据，如图2所示。
可见仪器对位移量
的测定精度可达十万分之一毫米，是一种非
常精密的仪器。
务必精细操作，否则很容易
造成仪器的损坏！ 图2 关于M1位置读数值的组成方法
3.2 迈克耳孙干涉仪的原理
迈克尔逊干涉仪是利用分振幅法产生的双光束干涉，其光路图如图3所示。
G 1的半透半反射膜将入射光束分成振幅几乎相等的两束光（1）和（2），光束（1）经M 1反射后透过G 1，到达观察点E ；光束（2）经M 2反射后再经G 1的后表面反射后也到达E ，与光束（1）′会合干涉。
补偿板G 2的作用是保证在M 1A 与M 2A 距离相等时，光束（1）和（2）有相等的光程。
图3中的M 2′是M 2镜通过G 1反射面所成的虚像，因而两束光在M 1与M 2上的反射，就相当于在M 1与M 2′镜上的反射。
这种干涉现象与厚度为d 的空气膜产生的干涉现象等效。
改变M
1
与M 2′的相对方位，就可得到不同形式的干涉条纹。
当M 1与M 2′严格平行时，产生等倾干涉条纹。
当M 1与M 2′接近重合、且有一微小夹角时，得到的干涉条纹是等厚直条纹。
图3 迈克尔逊干涉仪的基本光路图
由干涉原理可知，自M 1和M 2′反射的两束光的光程差为
θcos 2d =∆
式中d 为M 1与M 2′的间距，θ为光（1）在M 1上的入射角。
当d 为某一常量时，两光的光程差完全由倾角θ来确定，其干涉条纹是一系列与不同倾角θ对应的同心圆形条纹。
其中亮条纹与暗条纹所满足的条件是：
()⎪⎩
⎪⎨⎧+==∆暗条纹亮条纹 212 cos 2λλθk k d （k ＝0，1，2，…） 当θ＝0时，光程差Δ＝2d ，对应于中心处垂直于两镜面的两束光具有最大的光程差。
因而中心条纹的干涉级次k 最高，偏离中心处，条纹级次越来越低。
当M 1与的M 2′的间距d 改变时，干涉条纹的疏密就会变化。
以某k 级条纹为例，当d 增大时，为了满足2d cos θ＝k λ的条件，cos θ必须要减小，因而θ角必须增大，所以此时第k 级的位置必然向外移动。
于是在E 处，就可观察到条纹会不断向外扩张，条纹逐渐变密变细。
当d 减小时，条纹会不断向里收缩，条纹逐渐变疏变粗。
到达等光程位置时（M 1与M 2′重叠）
，干涉条纹最大
最粗。
3.3 在迈克耳孙干涉仪上观察不同定域状态的干涉条纹
（1）点光源产生的非定域干涉条纹
由干涉理论可知，两个相干的单色点
光源发出的球面波在空间相遇会产生非
定域干涉条纹。
用一个毛玻璃屏放在两束
光交叠的任意位置，都可接收到干涉条纹，
如图4所示。
点光源S经M1、M2镜反射
后，在E处产生的干涉就好比由虚点光源
S1和S2所产生的干涉。
其中S1是点光源
S经G1和M1镜面反射而成的虚像，S2相
当于S由G1和M2′镜面反射所成的虚像。
当M1和M2′镜平行时，在毛玻璃屏E
处就可观察到点光源产生的非定域的同
心圆条纹。
图4 点光源产生的非定域干涉（2）扩展面光源产生的定域干涉
当使用扩展面光源（如钠灯、低压汞灯加上一块毛玻璃）做光源照明迈克耳孙干涉仪时，面光源上的每一点都会在观察屏E处产生一组干涉条纹，面光源上无数个点光源在观察屏的不同位置上产生无数组干涉条纹，这些干涉条纹非相干叠加的结果，使得毛玻璃E处出现一片均匀的光强，看不清干涉条纹。
此时只有在干涉场的某一特定区域，这无数组干涉条纹才可以进行非相干叠加，干涉条纹仍可持相当的清晰度，这种干涉条纹称为定域干涉，这一特定区域称为干涉条纹的定域位置。
当M1与M2′平行时，条纹的定域位置出现在透镜L的焦平面或在无穷远处，见图5所示。
观察这种条纹时，应去掉观察屏，将眼睛直接通过干涉仪的G1向M1方向望进去，在无穷远处可看到清晰的同心圆条纹。
当你眼睛上下左右移动时，干涉条纹不会有冒出或缩进去的现象，干涉条纹的圆心随着眼睛的移动而移动，而各圆的直径不会发生变化，这样的干涉条纹才是严格的等倾干涉条纹。
当M1与M2′非常接近时，微调M2′背后的三个螺丝，使M2′与M1之间
有一个微小的夹角，此时在镜面M1附近可观察到等厚干涉条纹。
它们的形状如图6示，在M1与M2′的交棱附近的条纹是近似平行于交棱的等间距直线，在偏离交线较远的地方，干涉条纹呈弯曲的形状，凸面对着交棱。
这种等厚干涉条纹定域在薄膜表面附近，因而观察时人眼应调焦在反射镜M1附近。
图5 等倾干涉条纹图6 等厚干涉条纹从前面的分析可以看出，无论哪种情况，M1与M2′的间距d和倾角对干涉条纹的形状和间隔的影响都是相似的，差别表现在干涉条纹的定域上。
因此，我们可以得到在迈克尔孙干涉仪上观察到干涉的两个必要条件：
1）由分光板所产生的（1）、（2）两束光的光程要大致相等，即d不能太大（参见图3）；
2）反光镜M1与M2要垂直或接近垂直（M1与M2′平行或接近平行）。
本实验采用HNL-55700多束光纤激光源做为光源照明迈克耳孙干涉仪。
它采用550mm中功率激光管和进口高传输性光纤，通过精密光学分束机构分至七束光纤，每束出射光纤波长为632.80nm，长度为4米，每根光纤在同一实验内可拉伸到不同的工作台，这样七台迈克尔逊干涉仪只要配用一台HNL-55700多束光纤激光源。
一束激光经一个短焦距透镜（扩束器）会聚后，可认为是一个很好的点光源。
因HNL-55700多束光纤激光源光纤出射的激光已经扩束，故不需另加扩束镜。
使用时，将一束光纤输出端固定在迈克尔逊干涉仪的左端，使光轴基本与固定镜M2垂直。
四、实验步骤
（1）调节干涉仪底脚螺丝，使仪器基本水平。
调节M2镜座上的微调弹簧螺旋，使它处在弹簧适中的位置。
（2）转动大转轮，使得移动镜M1的位置和固定镜M2相对于分光镜后表面中心的距离大致相等。
（3）打开激光器，使光纤激光束大致垂直于固定镜M2。
从投影屏处观察（此时不放投影屏），可看到由M1和M2各自反射形成的两排激光光斑，每排都有几个光点，这是由于G
１
上与半反射面相对的另一侧的平玻璃面上亦有部分反射的缘故。
调节M1和M2背面的三只螺丝，使两排中的两个最亮的光斑大致重合，则M2＇与M1大致互相平行。
（4）装上投影屏，即可在屏上观察到非定域干涉条纹，再轻轻调节M1和M2后的调节螺丝，使出现的圆条纹处于投影屏中心。
转动微调转轮，使移动镜M1前后移动，观察条纹的变化：从条纹的“冒出”或“缩进”说明M1、M2＇之间的距离d是变大还是变小，观察并解释条纹的粗细，密度和d的关系。
五、注意事项
1．调整各部件用力要适当，均匀缓慢，不可强旋硬搬。
2．反射镜、分束板的光学表面不可用手触摸，不允许擦拭。
3．使用完毕，应适当放松M
1和M
2
背面的三个螺钉、水平拉簧螺钉和竖直拉
簧螺钉，以免弹簧片、拉簧和支杆弹性疲劳。
六、思考题
1、在迈克尔逊用激光做光源时的调整过程中，为什么看到的是两排光点，而不是两个？
2、怎样调节迈克尔逊干涉仪使干涉条纹出现？
3、迈克尔孙干涉仪所产生的干涉条纹的疏密程度是由什么因素决定的？变化规律怎样？
4、如何由干涉条纹的疏密变化、条纹的“冒”出或“陷”进来判断M2′与M1的间距d的大小及M1在M2′前后的位置？。
