组合干涉仪实验报告模板
- 格式:doc
- 大小:2.72 MB
- 文档页数:5
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:。
迈克尔逊干涉仪实验报告
实验目的,通过搭建迈克尔逊干涉仪,观察干涉现象并测量光
的波长。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、激光器、反射镜、半反射镜、测
距仪等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪利用干涉现象来测量光的波长,通
过将激光器发出的光分成两束,经过反射镜和半反射镜后再次交汇,形成干涉条纹,通过测量条纹的间距来计算光的波长。
实验步骤:
1. 搭建迈克尔逊干涉仪,调整反射镜和半反射镜的位置使得光
路稳定。
2. 打开激光器,调整干涉仪使得干涉条纹清晰可见。
3. 使用测距仪测量干涉条纹的间距。
4. 重复实验多次,取平均值得到最终结果。
实验结果,通过实验测得干涉条纹的间距为2.5mm,计算得到光的波长为650nm。
实验分析,实验结果与理论值相符,说明实验过程准确无误。
通过本次实验,我们成功地观察到了干涉现象,并且测量得到了光的波长,实验取得了成功。
实验总结,通过本次实验,我们深入了解了迈克尔逊干涉仪的工作原理,掌握了干涉现象的观察方法,并且学会了使用干涉仪测量光的波长。
这次实验对我们的学习和科研工作具有重要意义。
存在问题,在实验过程中,我们发现干涉条纹的清晰度受到环境光的影响,需要在实验环境中尽量减少杂光的干扰。
下次实验需要在更为稳定的实验环境中进行。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告实验目的:本实验旨在通过使用迈克尔逊干涉仪,观察和分析干涉现象,了解干涉仪的工作原理,并掌握干涉仪的使用方法。
实验仪器和材料:迈克尔逊干涉仪、激光器、半反射镜、反射镜、调节螺钉、干涉条纹观察屏等。
实验步骤:1. 将激光器放置在迈克尔逊干涉仪的一个端口上,使激光光束射入干涉仪。
2. 调节半反射镜和反射镜,使激光光束分别经过两条光路,然后再次合并在观察屏上。
3. 调节干涉仪中的调节螺钉,使得在观察屏上出现清晰的干涉条纹。
4. 观察和记录干涉条纹的变化,包括移动观察屏、调节反射镜和半反射镜等操作。
实验结果:通过实验观察和记录,我们成功观察到了干涉条纹的清晰图像,并且在调节干涉仪的过程中,能够明显看到干涉条纹的变化。
根据实验结果,我们可以得出干涉条纹的间距与波长、光程差等因素有关的结论。
实验总结:通过本次实验,我们对迈克尔逊干涉仪的工作原理有了更深入的了解,掌握了干涉仪的使用方法,并且通过观察干涉条纹的变化,加深了对干涉现象的认识。
同时,实验过程中也发现了一些操作上的细节问题,需要在以后的实验中加以注意和改进。
自查报告:在本次实验中,我们在实验过程中严格按照实验步骤进行操作,确保了实验结果的准确性。
同时,我们也注意到了一些实验操作中的细节问题,如调节螺钉时的细微调整、激光光束的精确定位等,这些问题在一定程度上影响了实验的进行。
在以后的实验中,我们将更加注重这些细节问题,以确保实验的顺利进行和结果的准确性。
通过本次实验,我们对迈克尔逊干涉仪有了更加深入的了解,同时也对实验操作中的一些细节问题有了更清晰的认识,相信在以后的实验中能够更加熟练地操作干涉仪,获得更加准确的实验结果。
组合干涉仪(一)实验内容:(1)按照图一搭建迈克尔逊干涉仪的光路结构。
(2)调整实验的光路,即先不放扩束镜,使光源1发出的相干光经过倾角为45度的分束镜,一束穿过分束镜后垂直落在反射镜M1上,再反射沿原光路反射至白屏,另一束反射垂直落在M2上,再反射穿过分束镜至白屏,仔细调节光路,使两束光线在白屏上形成的光点重合。
(3)调整光路后在白屏前放上扩束镜,微调扩束镜的相对位置,使干涉条纹变得清晰。
(4)改变气室的压强,如通过压强计加压,然后缓慢释放气体,观察干涉条纹的变化以及压强计示数的变化,分别记录变化值(在本次实验中由于具体操作方案未提供,故在实验中先后采用了两种测量方法,即变化相同的气压值多组测量干涉条纹的变化,还有在干涉条纹变化相同时多组测量压强值的变化)(5)完全释放气室内的气体,整理仪器。
实验数据处理与分析:1.研究空气折射率与压强的关系:(1)固定压强的变化值由原始数据可知,当在实验中固定压强变化时,多次测量干涉条纹的移动数量,并取其平均值,整理得下表一:表一:固定压强变化时干涉条纹的移动数据而在改变气室压强前后压强值分别为:P1=32 kPa , P2=16 kPa故压强变化为:Δp=16 kPa实验中空气室的长度L=0.1 m再由实验原理可知在大气压强下空气折射率n0的表达式为:000)(21P P P L m n -+=λ1)将∆P = P 1- P 2代入式1)有:002m 1P PL n ∆∆+=λ2) (其中λ为激光器产生的相干光的波长,实验中λ=635nm ) 所以由式2)可求得大气压强下空气折射率n 0为: 002m 1P PL n ∆∆+=λ=Pa kPam m591001325.1161.021063514.41⨯⨯⨯⨯⨯⨯+- =1.000289(2)固定干涉条纹的移动数目由原始数据可知,当在实验中固定干涉条纹的移动数目时,多次测量压强的变化值取其平均变化值,也能研究空气折射率与压强的关系,先整理得下表二:表二:固定干涉条纹变化时压强变化的数据(干涉条纹移动了m ∆=15,初始压强P1=32kPa )故由表二可知当干涉条纹移动了同一数目时,气室内压强变化的平均值为: P ∆=kPa 6.1655.167.164.166.168.16=++++同样由式2)可求得大气压强下空气折射率n 0为: 002m 1P PL n ∆∆+=λ=Pa kPam m591001325.16.161.021*******⨯⨯⨯⨯⨯⨯+- =1.0002912. 大气压强下空气折射率n 0的理论值的计算查阅资料可知,通常,在温度处于15-30℃范围时,空气折射率可用下式计算: ()9,10003671.018793.21-⨯+=-tPn P t式中温度t 的单位为℃,压强P 的单位为Pa 。
迈克尔干涉仪实验报告引言迈克尔干涉仪是一种经典的干涉实验仪器,利用光波的干涉现象来研究光的性质和进行精密测量。
本实验旨在通过搭建迈克尔干涉仪,观察和分析干涉现象,探究光的波动性质和干涉原理。
实验装置实验装置由以下几部分组成:1.光源:使用一激光器作为光源,提供单色、相干的光束。
2.干涉仪:包括一块半反射的玻璃片和一块反射镜,用以分割光束和产生干涉。
3.探测器:使用一干涉条纹接收器,用于接收和记录干涉条纹的强度。
实验步骤1.组装干涉仪:将激光器与干涉仪连通,确保光线的稳定传输。
2.调整干涉仪:使用调节螺丝,调整反射镜的位置,使光线通过半反射玻璃片后能够正反射,以产生干涉。
3.观察条纹:将干涉条纹接收器置于合适的位置,调整角度和位置,观察和记录干涉条纹的变化。
4.光程差测量:通过移动反射镜,改变光程差,观察条纹的运动变化,并记录光程差与位置的关系。
5.分析测量数据:根据记录的条纹强度变化和光程差的关系,分析干涉条纹的特点和规律。
实验结果和分析在实验过程中,我们观察到了明暗交替的干涉条纹。
随着光程差的变化,条纹强度发生了周期性的变化。
这表明光波的干涉现象是由光程差引起的,与光的波动性质密切相关。
通过测量条纹的移动和光程差的变化,我们可以得到单个周期内光程差的值。
进一步分析这些数据,可以得到光的波长。
实验中使用激光光源,因其单色性较好,所得到的结果较为准确。
结论通过本实验搭建的迈克尔干涉仪,我们观察到了干涉现象,并记录了干涉条纹的强度变化和光程差的关系。
实验结果表明光的波动性质和干涉原理之间的密切联系。
在未来的研究中,我们可以基于这一实验,进一步探索其他干涉仪的搭建和应用。
干涉现象在激光技术、光学测量和干涉光谱学等领域有重要的应用价值,对光学研究具有重要意义。
组合干涉仪实验内容(一)干涉测量技术是一种利用光的干涉现象来测量某些物理量的微小变化的技术,一般情况下,它是将一束光通过光学元件分为两束,一束作为参考光,另一束作为测量光,测量光落在被测物体上或通过被测样品,然后再将这两束光重新拟合,利用干涉图形的变化,检查出目标某个物理量的微小变化.这种测量方法由于大多采用高稳定度的、长相干的激光作为光源,因此一般都具有大量程、高分辨率、高精度、对目标影响小的特点,被广泛应用在国民经济的各个领域。
该技术在实际应用中,根据使用环境和要求的不同,往往采用不同的光路结构。
本实验主要搭构三种较为常见的光路结构,组成①迈克尔逊干涉仪,②马赫-曾德尔干涉仪,③萨格奈克干涉仪,以熟悉它们的结构和特点。
实验目的1.熟悉三种干涉仪结构;2.研究空气折射率与压强的关系。
实验原理1.迈克尔逊干涉仪迈克尔逊(Michelson)干涉仪作为一种十分古老的干涉仪,于1880年由迈克尔逊发明,并主要由此于1907年获得诺贝尔奖金。
迈克尔逊干涉仪基本光路结构如图1,常被用来测量物体的微小位移变化。
从光源1发出的一束相干光经分束镜2一分为二,分为两束。
一束透射光落在反射镜M1上,另一束反射光落在发射镜M2上,M1、M2分别将这两束光沿原路反射回来,在分束镜1上重合后射入扩束镜3,投影在白屏4上,如果我们对光路调整的合适,将在白屏上看到一系列的明暗相间的干涉条纹,这些干涉条纹会随着M1或M2的移动而移动,且非常敏感,只要反射镜移动半个波长,干涉条纹就移动一个周期,而光波长一般都在微米量级,因此它具有很高的灵敏度和分辨率。
2.马赫-曾德尔干涉仪马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪的光路结构如图2所示, 从光源1发出的一束相干光经分束镜2一分为二,分为两束。
一束透射光落在反射镜M1上,另一束反射光落在发射镜M2上,M1、M2分别将这两束光反射至分束镜3上,并使这两束光重合,进入扩束镜4,如果调整合适,我们可在扩束镜后的白屏5上看见一系列明暗相间的干涉条纹。
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,XXX大学实验室。
实验目的,通过迈克尔逊干涉仪实验,掌握干涉仪的基本原理和操作方法,观察干涉条纹的形成,并测量出光的波长。
实验过程,在实验中,我们首先搭建了迈克尔逊干涉仪,调整好光源和镜片的位置,使得两束光相互干涉。
然后我们观察了干涉条纹的形成,并通过调整干涉仪的参数,如改变镜片的位置和倾斜角度,来改变干涉条纹的间距和形状。
最后,我们使用干涉条纹的间距来计算出光的波长。
实验结果,通过实验,我们成功观察到了干涉条纹的形成,并且根据干涉条纹的间距测量出了光的波长,结果与理论值相符合。
实验总结,通过本次实验,我们深入了解了迈克尔逊干涉仪的
原理和操作方法,掌握了干涉条纹的观察和测量技巧。
同时,也加
深了对光的波动性质的理解。
在实验中,我们也遇到了一些问题,
例如调整干涉仪的参数需要耐心和细心,需要不断尝试和调整才能
得到清晰的干涉条纹。
通过这次实验,我们不仅学到了知识,也提
高了实验操作的技能。
存在问题,在实验中,我们发现在调整干涉仪参数时,需要更
加耐心和细心,以确保获得准确的实验结果。
同时,在实验报告中,需要更加详细地描述实验步骤和结果,以便他人能够清晰理解。
改进计划,在今后的实验中,我们将更加细心地调整实验仪器,提高实验操作的技能。
同时,在撰写实验报告时,我们将更加详细
地描述实验步骤和结果,以提高报告的质量。
签名,XXX 日期,2022年10月12日。
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-particle duality of light. The experiment was first performed by Albert Michelson in 1881, and it has since been used to test a variety of fundamental principles of physics.The Michelson interferometer is a simple device that 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 is reflected by one of the mirrors. The two beams are then recombined, and the interference pattern is observed.The interference pattern depends on the wavelength of the light and the distance between the mirrors. If the wavelength of the light is small compared to the distance between the mirrors, then the interference pattern will bea series of bright and dark fringes. If the wavelength ofthe light is large compared to the distance between the mirrors, then the interference pattern will be a series of evenly spaced bright fringes.The Michelson interferometer experiment has been usedto measure the speed of light, the wavelength of light, and the index of refraction of materials. The experiment hasalso been used to test the theory of special relativity and the principle of equivalence.The Michelson interferometer experiment is a powerful tool that has been used to make a number of important discoveries in physics. The experiment is a simple and elegant way to demonstrate the wave-particle duality oflight and to test fundamental principles of physics.中文回答:迈克尔逊干涉仪实验是物理学中的一项经典实验,它证明了光的波粒二象性。
迈克尔逊干涉仪实验报告
实验目的:
本实验旨在通过搭建迈克尔逊干涉仪,观察干涉条纹的形成,并利用干涉条纹的移动来测量光的波长。
实验仪器和材料:
1. 迈克尔逊干涉仪。
2. 高精度平行玻璃板。
3. 白光源。
4. 透镜。
5. 三脚架。
6. 旋转平台。
实验步骤:
1. 搭建迈克尔逊干涉仪,保证光路的稳定和平行度。
2. 调整干涉仪的镜片位置,使得干涉条纹清晰可见。
3. 使用旋转平台改变其中一个镜片的位置,观察干涉条纹的移
动情况。
4. 利用透镜将干涉条纹投影到屏幕上,测量干涉条纹的间距。
实验结果:
通过实验观察,我们成功地观察到了干涉条纹的形成,并且利
用干涉条纹的移动成功测量了光的波长。
实验结果与理论值吻合较好,验证了迈克尔逊干涉仪的可靠性和精确性。
实验分析:
在实验中,我们发现干涉条纹的移动与镜片的位置变化呈线性
关系,这与理论预期相符。
同时,通过测量干涉条纹的间距,我们
也成功地计算出了光的波长,并且与标准值相比具有较高的精确度。
实验结论:
本次实验通过搭建迈克尔逊干涉仪,成功观察到了干涉条纹的
形成并测量了光的波长。
实验结果表明,迈克尔逊干涉仪可以有效
地用于光学实验,并且具有较高的精确度和可靠性。
通过本次实验,我们对干涉现象有了更深入的理解,并且掌握了一种新的测量光波
长的方法。
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).。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告英文回答:The Michelson interferometer is an optical instrument that uses interference to measure the speed of light, the index of refraction of a material, and the thickness of a thin film. It was invented by Albert Michelson in 1881, and it is still used today for precision measurements.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 depends on the difference in the path lengths of the two beams.If the two mirrors are parallel, the interference pattern will be a series of bright and dark bands. The bright bands occur when the path lengths of the two beamsare equal, and the dark bands occur when the path lengths of the two beams differ by half a wavelength.The Michelson interferometer can be used to measure the speed of light by measuring the distance between the mirrors and the frequency of the light. The speed of light is equal to the product of the distance between the mirrors and the frequency of the light.The Michelson interferometer can also be used to measure the index of refraction of a material by measuring the change in the interference pattern when the material is placed in the path of one of the beams. The index of refraction of a material is equal to the ratio of the speed of light in a vacuum to the speed of light in the material.The Michelson interferometer can also be used to measure the thickness of a thin film by measuring the change in the interference pattern when the film is placed in the path of one of the beams. The thickness of the film is equal to half of the wavelength of the light multiplied by the number of bright or dark bands that shift when thefilm is placed in the path of the beam.The Michelson interferometer is a powerful tool thatcan be used to make precision measurements of a variety of physical quantities. It is a versatile instrument that has been used in a wide range of applications, including astronomy, physics, and engineering.中文回答:迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉测量光速、材料折射率和薄膜厚度的光学仪器。
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规律,掌握干涉仪的使用方法,加深对光的干涉现象的理解。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、激光器、平面镜、分束镜、准直器、调节螺钉等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪是一种利用光的干涉现象来测量长度的仪器。
当两束光线经过分束镜后,分别被反射回来再次相遇,形成干涉现象,通过观察干涉条纹的移动来测量长度的变化。
实验步骤:
1. 将激光器接通电源,使其发出一束平行光。
2. 调节分束镜和平面镜,使两束光线垂直入射。
3. 调节准直器,使两束光线重合并通过干涉仪。
4. 观察干涉条纹的形成和移动情况。
5. 通过调节调节螺钉,测量干涉条纹的移动距离,计算出长度
的变化。
实验结果,通过实验观察,我们成功观察到了干涉条纹的形成
和移动情况,通过调节螺钉,测量了干涉条纹的移动距离,并计算
出了长度的变化值。
实验结论,通过本次实验,我们加深了对光的干涉现象的理解,掌握了迈克尔逊干涉仪的使用方法,对干涉仪的原理和应用有了更
深入的了解。
存在的问题,在实验过程中,可能会出现干涉条纹的清晰度不够、调节不准确等问题,需要进一步加强实验操作技巧。
改进措施,在今后的实验中,我们将加强对仪器的操作技巧的
训练,提高实验操作的准确性和稳定性。
自查人,XXX。
日期,XXXX年XX月XX日。
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,观察和分析干涉现象,
了解干涉仪的原理和使用方法。
实验仪器和材料,迈克尔逊干涉仪、激光器、准直透镜、半反
射镜、反射镜、干涉滤光片等。
实验步骤:
1. 将激光器通过准直透镜调节成平行光束,照射到半反射镜上。
2. 半反射镜将光束分为两束,一束经过反射镜反射后再次经过
半反射镜,另一束直接经过反射镜反射。
3. 两束光线再次汇聚在半反射镜上,形成干涉现象。
4. 在干涉现象观察中,可以通过调节半反射镜的位置、旋转反
射镜和使用干涉滤光片等方法,观察干涉条纹的变化。
实验结果,通过实验观察和记录,我们成功观察到了迈克尔逊
干涉仪产生的干涉条纹,并且在调节仪器时可以观察到条纹的变化。
通过分析条纹的位置和形态,我们可以得出一些结论和对干涉仪的
使用有更深入的了解。
实验结论,通过本次实验,我们深入了解了迈克尔逊干涉仪的
原理和使用方法,对干涉现象有了更清晰的认识。
同时,也加深了
对光学干涉的理论知识的理解和应用能力。
存在的问题和改进措施,在实验中,我们可能会遇到一些仪器
调节不当或者干涉条纹观察不清晰的情况,需要及时调整仪器并且
加强观察。
在今后的实验中,我们需要加强对仪器的操作和观察技巧,以获得更准确的实验结果。
实验人员签名,__________ 日期,__________。
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,观察和分析干涉现象,了解干涉仪的工作原理。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、激光器、准直器、反射镜、半反射镜等。
实验原理,迈克尔逊干涉仪是一种基于干涉现象的光学仪器,利用光的干涉原理来测量长度、观察透明薄膜等。
其基本原理是将一束光分成两束,经过不同的光程后再合成,形成干涉条纹,通过观察干涉条纹的变化来测量光程差或其他物理量。
实验步骤:
1. 将激光器与准直器对准,使激光光束尽可能平行。
2. 将光束分成两束,一束直接射向反射镜,另一束射向半反射镜,经半反射镜反射后与直射光束合成。
3. 调整反射镜和半反射镜的位置,使两束光程差为零,观察干
涉条纹。
4. 改变其中一个镜子的位置,观察干涉条纹的变化。
实验结果,通过实验观察,我们成功地观察到了干涉条纹的形成,随着光程差的改变,干涉条纹的间距和亮暗交替也发生了变化。
通过测量干涉条纹的间距和光程差的关系,我们验证了干涉仪的工
作原理。
实验总结,通过本次实验,我们深入了解了迈克尔逊干涉仪的
工作原理,掌握了干涉条纹的观察方法和分析技巧。
同时,我们也
发现了实验中可能存在的误差和不足之处,例如光束的调整和干涉
条纹的观察需要一定的技巧和经验。
在今后的实验中,我们将进一
步加强对干涉仪的理解和操作技能,提高实验的准确性和可靠性。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告实验名称,迈克尔逊干涉仪的使用。
实验目的,通过使用迈克尔逊干涉仪,观察干涉条纹的形成及其变化规律,理解干涉现象的基本原理。
实验仪器,迈克尔逊干涉仪、激光器、反射镜、分束镜等。
实验步骤:
1. 调整迈克尔逊干涉仪的各个部件,使其处于稳定状态。
2. 使用激光器发出一束单色光,并将其分束成两束光线,分别经过两条光路。
3. 在两条光路中加入反射镜,使光线反射后再次汇聚到一起。
4. 观察在干涉仪的屏幕上出现的干涉条纹,并记录下它们的变化规律。
5. 调整干涉仪的各个部件,观察干涉条纹的变化。
实验结果,通过实验观察,我们成功观察到了在干涉仪屏幕上
出现的清晰的干涉条纹,随着调整干涉仪的各个部件,我们也观察
到了干涉条纹的变化规律。
这进一步加深了我们对干涉现象的理解。
实验结论,通过本次实验,我们深刻理解了迈克尔逊幋涉仪的
原理和使用方法,并成功观察到了干涉条纹的形成及其变化规律。
这对我们进一步学习光学原理和干涉现象具有重要的意义。
存在的问题和改进措施,在实验过程中,我们发现了一些操作
上的不足之处,例如在调整干涉仪的过程中需要更加细致地操作,
以获得更加清晰的干涉条纹。
因此,在今后的实验中,我们将更加
注意细节,提高操作技巧,以获得更加准确的实验结果。
自查报告编写人,XXX。
日期,XXXX年XX月XX日。
干涉仪实验报告
实验目的
通过使用干涉仪,观察并探究光的干涉现象,了解光的波动特性。
实验仪器与原理
本次实验所使用的干涉仪主要包括干涉条纹发生器、透明物体和目镜等组成。
当光线经过透明物体后,会分为两束,一束经过物体直接射向观察者,另一束则经过干涉条纹发生器形成此处干涉现象。
实验过程
1. 调节干涉仪使两束光线发生干涉。
2. 观察并记录干涉条纹的形状和变化。
3. 尝试调整透明物体的位置以观察干涉现象的变化。
4. 分析实验结果,总结光的干涉规律。
实验结果与分析
在实验过程中,我们观察到了清晰的干涉条纹,形成了明暗相间的条纹图案。
通过调整透明物体的位置,我们发现干涉条纹的间距会随之变化,这与光的波动性质有关。
根据实验结果,我们可以得出光的波动模型可以解释干涉现象的结论。
结论
通过本次实验,我们深入了解了光的干涉现象,掌握了干涉仪的实验操作方法,并从中获得了关于光的波动性质的新认识。
这对于我们深入学习光学知识具有重要意义。
实验总结
干涉仪实验是光学实验中重要的一环,通过观察干涉现象可以更好地理解光的波动特性。
在未来的学习和科研中,我们将继续深入研究光的各种现象,不断提高自己的实验能力和科学素养。
愿我们在光学探索的道路上不断前行,开拓更广阔的天地。
参考资料
暂无。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告英文回答:Michaelson Interferometer Experiment Report。
Introduction。
The Michelson interferometer is a device that uses interference to measure the speed of light. It was invented by Albert Michelson in 1881. The 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 is reflected by one of the mirrors. The two beams are then recombined, and the interference pattern is observed.Theory。
The interference pattern produced by the Michelson interferometer is a series of bright and dark bands. The bright bands occur when the two beams of light are in phase,and the dark bands occur when the two beams of light are out of phase. The distance between the bright bands is equal to λ/2, where λ is the wavelength of light.Experimental Procedure。
组合干涉仪实验
内容(一)
干涉测量技术是一种利用光的干涉现象来测量某些物理量的微小变化的技术,一般情况下,它是将一束光通过光学元件分为两束,一束作为参考光,另一束作为测量光,测量光落在被测物体上或通过被测样品,然后再将这两束光重新拟合,利用干涉图
形的变化,检查出目标某个物理量的微小变化.
这种测量方法由于大多采用高稳定度的、长相干的激光作为光源,因此一般都具有大量程、高分辨率、高精度、对目标影响小的特点,被广泛应用在国民经济的各个领域。
该技术在实际应用中,根据使用环境和要求的不同,往往采用不同的光路结构。
本实验主要搭构三种较为常见的光路结构,组成①迈克尔逊干涉仪,②马赫-曾德尔干涉仪,③萨格奈克干涉仪,以熟悉它们的结构和特点。
实验目的
1.熟悉三种干涉仪结构;
2.研究空气折射率与压强的关系。
实验原理
1.迈克尔逊干涉仪
迈克尔逊(Michelson)干涉仪作为一种十分古老的干
涉仪,于1880年由迈克尔逊发明,并主要由此于1907年
获得诺贝尔奖金。
迈克尔逊干涉仪基本光路结构如图1,
常被用来测量物体的微小位移变化。
从光源1发出的一束
相干光经分束镜2一分为二,分为两束。
一束透射光落在
反射镜M1上,另一束反射光落在发射镜M2上,M1、M2分别将这两束光沿原路反射回来,在分束镜1上重合后射入扩束镜3,投影在白屏4上,如果我们对光路调整的合适,将在白屏上看到一系列的明暗相间的干涉条纹,这些干涉条纹会随着M1或M2的移动而移动,且非常敏感,只要反射镜移动半个波长,干涉条纹就移动一个周期,而光波长一般都在微米量级,因此它具有很高的灵敏度和分辨率。
2.马赫-曾德尔干涉仪
马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪的光路
结构如图2所示, 从光源1发出的一束相干光经
分束镜2一分为二,分为两束。
一束透射光落在
反射镜M1上,另一束反射光落在发射镜M2上,
M1、M2分别将这两束光反射至分束镜3上,并使
这两束光重合,进入扩束镜4,如果调整合适,我
们可在扩束镜后的白屏5上看见一系列明暗相间
的干涉条纹。
这种干涉仪主要用于测量透明物质
的折射率的变化,光纤传感器中的干涉仪大多采用这种光路结构,
3.萨格奈克干涉仪
萨格奈克(Sagnac)干涉仪的光路结构如图3所示,光路由一个分束镜2和三个反射镜M组成,它的光路比较特殊,两束光沿着相同的路径反向传播。
由
3
图3萨格奈克干涉仪
5 图2马赫-曾德尔干涉仪
1
图1迈克尔逊干涉仪
于两束光的传播路径严格重合,因此任何实际样品的影响都是同时作用在两个光束上的,且大多数情况下作用相互抵消,我们观察不到变化,但这种干涉仪对角度的变化却有反映。
假设干涉仪绕垂直于光路平面的轴转动,则一束光将顺着转动方向传播,而另一束光将逆着转动方向传播,这将引起光程差的变化,从而引起干涉条纹的移动。
目前广泛应用于航空、航天领域的的激光陀螺、光纤陀螺就是基于该原理。
实验内容
已知温度不变时,气体折射率n 与压强P 有线性关系
cP n =-1 (c 为常数) (1) 设压强为大气压P 0时折射率为n 0,由上式有
1
100-=-n p n p (2) 将长度为L 的空气室放在迈克尔逊干涉仪其中一条光路中,压强从P 变化到P 0引起光程差的变化,设干涉条纹的变化数为m ,则得光程差变化为
λm n n L =-)(20 (3) 由(2)与(3)式可得大气压强下空气折射率n 0的表达式 000)
(21P P P L m n -+
=λ
(4)
由(4)式可知,只要测出管内压强由P 变化到P 0时的条纹变化数m ,即可由(4)时算出大气压强下空气折射率n 0。
从(4)式可以看出,实验中只要多次测出条纹变化数为∆m 时,管内压强变化∆P = P 1- P 2,将其取平均代入(4)式,同样可计算出大气压强下空气折射率n 0。
同样,由(2)与(3)式可得压强与折射率n 的表达式
P P P L m n )
(210-+
=λ
(5)
借助(5)式可研究空气折射率与压强的关系。
实验仪器
平台(400mm ⨯600mm )1个;二维可调半导体激光器(635nm ,3mW )1套;二维可调分束
镜2个;二维可调反射镜3个;二维可调扩束镜1个;白屏1个;气室(腔长100mm )+压强计1套;带开关磁性表座9个。
实验步骤
详见实验室操作板
实验中的调试方法和注意事项
①为了得到粗细合适的干涉条纹,应使重新拟合的两束光尽量重合。
两束光之间的夹角越小,干涉条纹越粗,反之越细。
在调整光路时,应先使两束光落在同一个平面内。
这可以用固定在磁性表座上的白屏来观察两束光各点的高度是否相同来确定。
然后在通过使两束光汇集于同一点来保证水平方向的夹角可尽量的小。
②空气压强的变化应平稳而缓慢,可通过气室本身的泄漏来实现。
条纹的变化可通过条纹经过白屏上的一个固定点来计数。
③应尽量避免有反射光进入激光器,这将引起激光器工作不稳定。
④条纹计数时不要接触平台,以免引起条纹的抖动。
⑤光学元件的表面严禁触摸。
⑥压强计不可超量程使用,以免损坏。
⑦做完实验后,务必放掉气室中的高压气体。
思考题:
1.实验中的三种干涉仪,其中一种有别于另一种,各自有哪些优势?你知道还有哪些干涉仪?
2.干涉仪可以用来测量光源波长。
如果光源波长已精确知道,将实测结果与之比较,如存在差
异,试分析原因
3.你认为该实验的设计思想、方案哪些值得你肯定,哪些有待完善?
内容(二)
迈克尔逊测量铜的热膨胀
一、实验目的:利用干涉法测定测量铜的热膨胀
二、实验设备:光学平台氦氖激光调整支架反射镜干板夹5:5的分束器f=20mm 的透镜白屏带测试杆的加热设备电源数字万用表热电偶数字式温度测量仪
三、实验原理:金属材料普遍具有热胀冷缩的性质,对金属材料热胀系数的测定是工程技术领域
中的重要课题,也是大学物理实验中的经典教学实验。
如图1所示,激光经扩束、反射后,打到50%-50%分束板BS上,形成一束透射光A和一束反射光B。
透射光A、反射光B分别经过可动平面镜M3、固定平面镜M4反射后回到分束板,最后可在光屏SC上观测到同心圆环形干涉条纹。
当金属材料热胀冷缩时会推动反射镜M3发生位置变化,从而改变两条光臂的光程差,从而出现条纹的吞吐。
设激光波长为λ,
λ的长度变化时,便会出现一组干涉环的吞吐。
则当金属材料发生尺度为/2
图1 迈克尔逊干涉光路图
SER:He-Ne激光器,波长λ=63
2.8nm;2.M1、M2、M3、M4:平面反射镜;
3.BS:50%-50%分束板;
4.SC:光屏;
5.W:温度控制器及电源组件;
6.K:热偶温度计;
7.ST:待测金属柱。
四、设备搭建
如下图,用分离元件搭建迈克尔逊干涉仪,其中一个反射镜镜与待测的金属杆相连,当环境温度变化时,即将光程差引入光路。
――开始时透镜L 不需要放入光路中。
――使用M1和M2,调整光路,使光线沿y 、x 轴传播。
――中间装有黄铜杆的加热装置已固定在磁性基座中,它的一端旋上的是平面镜M3.另一端是与加热电源相连,在调整光路的过程中,不许开启加热电源,以免温度过高,对人身和仪器造成伤害。
――将加热装置放置到干涉仪的光路中。
平面镜M3应与光线垂直,且反射到M2上的光点与原有的光点重合。
――放置分束镜BS ,其金属面朝向M2,使一部分光沿原方向入射到镜M3,另一部分沿垂直方向入射到镜M4。
――对M4进行细调。
使光屏上的光点重合。
――放置扩束镜L ,在屏上应该显示出干涉环,微调M4,使干涉图样中的圆环中心位于光场的中心。
――将热电偶的探头保护套旋下,并将探头从样品的后端插入,要保证其插入到位。
小心!探头受力后易变形。
――开启加热电源,调节电压,控制串入的数字万用表上所显示的电流值,保证电流值为0.8A 。
此时,显示样品温度在上升。
――观测热电偶的温度值,要求最高温度不超过45℃ ,然后关闭电源,停止加热,一直要等到显示的温度值呈现下降的趋势。
――当数字温度计显示一个新值时(如40℃),即可以对条纹的改变量(最大20~30)开始计数,直到另外一个温度值。
记录下温度的变换范围和相应的条纹改变值。
要求记录5组数据。
――实验结束后,将热电偶的探头从样品的后端移出,并旋上保护套。
四、数据记录及处理
将干涉条纹的变换量和温度的初始值记录在表格中。
0长度的改变量:2/λ•∆=∆n l 热膨胀系数: T
l l ∆•∆=
α 其中01T T T -=∆ 参考值K /1085.176
-•=α
五、思考题
实验中计算的热膨胀系数和参考值相对误差是多少?分析主要来源。