迈克尔逊干涉仪的使用实验报告

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M2′是镜子M2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M1、M2′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M1、M2反射后的光束等效于两个虚光源S1、S2′发出的相干光束，而S1、S2′的间距为M1、M2′的间距的两倍，即2d。虚光源S1、S2′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S1、S2′的连线方位，屏至S2′的距离为R，屏上干涉花纹为一组同心的圆环，圆心为O。

设S1、S2′至观察屏上一点P的光程差为δ，则

)1/)(41()2(222222222rRdRdrRrRrdR （1）

一般情况下dR，则利用二项式定理并忽略d的高次项，于是有

)(12)(816)(2)(4222222222222222rRRdrrRdRrRdRrRdRdrR （2）

所以

)sin1(cos22Rdd （3）

由式(3)可知：

1. 0，此时光程差最大，d2，即圆心所对应的干涉级最高。旋转微调鼓轮使M1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S1、S2′的距离变化了一个波长大小。如若“冒出”(或“消失”)的圆环数目为N，则相应的M1镜将移动Δd，显然：

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。

先生物理实验陈述之杨若古兰创作

实验名称迈克尔逊干涉仪的使用

学 院专 业班 级

陈述人学号

同组人 学 号

同组人 学 号

同组人 学 号

理论课任课教师

实验课指点教师

实 验 日 期

报 告 日 期

实 验 成 绩

批 改 日 期

实验目的

（1） 了解迈克尔逊干涉仪的道理并把握其调节方法

（2） 观察等倾干涉、等候干涉的条纹，并能区别定域干涉和非定域干涉

（3） 测定He-Ne激光的波长

（4） 观察白光干涉条纹和测定钠光波长及相关长度

实验仪器

迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器.

实验道理

1．迈克尔逊干涉仪

图1是迈克尔逊干涉仪实物图.图2是迈克尔逊干涉仪的光路示意图，图中M１和M２是在彼此垂直的两臂上放置的两个平面反射镜，其中M１是固定的；M２由精密丝杆控制，可沿臂轴前、后挪动，挪动的距离由刻度转盘(由粗读和细读2组刻度盘组合而成)读出.在两臂轴线订交处，有一与两轴成45°角的平行平面玻璃板G１，它的第二个平面上镀有半透（半反射）的银膜，以便将入射光分成振幅接近相等的反射光⑴和透射光⑵，故G１又称为分光板.G２也是平行平面玻璃板，与G１平行放置，厚度和折射率均与G１不异.因为它抵偿了光线⑴和⑵因穿越G１次数分歧而发生的光程差，故称为抵偿板.

从扩展光源S射来的光在G１处分成两部分，反射光⑴经G１反射后向着M２前进，透射光⑵透过G１向着M１前进，这两束光分别在M２、M１上反射后逆着各自的入射方向返回，最初都达到E处.因为这两束光是相关光，因此在E处的观察者就能够看到干涉条纹.

由M１反射回来的光波在分光板G１的第二面上反射时，如同平面镜反射一样，使M１在M２附近构成M１的虚像M１′，因此光在迈克尔逊干涉仪中自M２和M１的反射相当于自M２和M１′的反射.因而可知，在迈克尔逊干涉仪中所发生的干涉与空气薄膜所发生的干涉是等效的.

当M２和M１′平行时(此时M１和M２严酷互相垂直)，将观察到环形的等倾干涉条纹.普通情况下，M１和M２构成一空气劈尖，是以将观察到近似平行的干涉条纹(等厚干涉条纹).

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，观察干涉条纹的产生及其变化规律，加深对干涉现象的理解。

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、平行玻璃板、光学平台、调节螺钉等。

实验原理，迈克尔逊干涉仪利用干涉现象来测量长度、观察光波的相干性等。当两束光线在干涉仪中相遇时，它们会产生干涉条纹，通过观察这些条纹的变化可以得到有关光波的信息。

实验步骤：

1. 将激光器放置在光学平台上，并使用准直透镜使光线垂直射入迈克尔逊干涉仪。

2. 调节半反射镜和反射镜的角度，使两束光线在干涉仪中相遇并产生干涉条纹。

3. 通过调节反射镜的位置或倾斜角度，观察干涉条纹的变化，记录下不同条件下的条纹图案。

4. 使用平行玻璃板或调节螺钉改变其中一束光线的光程差，再次观察干涉条纹的变化。

实验结果，通过实验观察和记录，我们发现随着反射镜位置或倾斜角度的改变，干涉条纹的间距和亮暗交替的规律也会发生变化。当改变光程差时，干涉条纹的数量和位置也会发生相应的变化。

实验结论，通过本次实验，我们进一步理解了干涉现象的产生原理，以及光程差对干涉条纹的影响。迈克尔逊干涉仪的使用不仅可以观察干涉条纹，还可以用于测量长度和检测光的相干性，具有重要的科研和应用价值。

存在问题和改进方向，在实验中，我们发现调节反射镜位置和角度时需要非常小心，否则会导致干涉条纹的变化不明显或无法观察到。因此，需要更加熟练地操作仪器，并且加强对光程差的调节，以获得更准确的实验结果。

自查报告编写人，XXX。

日期，XXXX年XX月XX日。