大学物理第三章3迈克尔逊干涉仪1
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大学物理实验迈克尔孙干涉仪一.实验原理1.迈克尔孙干涉仪的结构和原理2. 点光源产生的非定域干涉即M1和M2之间的距离每改变半个波长,其中心就“生出”或“消失”一个圆环。
两平面反射镜之间的距离增大时,中心就“吐出”一个个圆环。
反之,距离减小时中心就“吞进”一个个圆环,同时条纹之间的间隔(即条纹的稀疏)也发生变化。
由式可知,只要读出干涉仪中M1移动的距离△h和数出相应吞进(或吐出)的环数就可求得波长。
3. 条纹的可见度利用上式可测出纳黄光双线的波长差4. 时间相干性问题长差越小,光源的单色性越好,相干长度就越长,所以上面两种解释是完全一致的。
t m则用下式表示钠光灯所发射的谱线为589.0nm与589.6nm,相干长度有2cm。
氦氖激光器所发出的激光单色性很好,其632.8nm的谱线,只有10-14~10-7nm,相干长度长达几米到几公里的范围。
对白光而言,其和λ是同一数量级,相干长度为波长数量级,仅能看到级数很小的几条彩色条纹。
5.透明薄片折射率(或厚度)的测量(1)白光干涉条纹(2)固体透明薄片折射率或厚度的测定当视场中出现中央条纹之后,在M1与A之间放入折射率为n、厚度为l的透明物体,则此时程差要比原来增大因而中央条纹移出视场范围,如果将M1向A前移d,使,则中央条纹会重新出现测出d和l求出折射率n。
二.实验步骤1.测量He-Ne激光的波长①调整好干涉仪,为实验做好准备。
②打开He-Ne激光器,在光源前放一小孔光栏,调节M2上的三个螺钉,从小孔初设的激光束,经M1,M2反射后,在观察屏上重合。
③去掉小孔光栏,换上焦距透镜而使光源成为发散光束,在两光程差不太大时,在毛玻璃屏上即可观察到干涉条纹,轻轻调节M2后的螺钉,应出现基本在中心的圆纹。
④测量He-Ne激光的波长。
轻轻转动微动转轮,移动M1,中心每出生或吞进n个条纹,记下移动的距离,用公式2h/n求出波长。
2.测量钠波波长,波长差及相干长度①波长测量同激光波长的测量②慢慢移动M1,增加光程差,条纹可见度下降,乃至看不清,测出两不可见位置的距离差L=t1-t2,即可求出波长。
迈克尔逊干涉仪实验原理迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象测量光波长、折射率、透明薄膜厚度和其他光学参数的仪器。
它由美国物理学家迈克尔逊于1881年发明,被广泛应用于精密测量和科学研究领域。
迈克尔逊干涉仪的实验原理基于干涉现象,通过光的干涉来实现精确的测量,下面我们来详细了解一下迈克尔逊干涉仪的实验原理。
首先,迈克尔逊干涉仪由光源、分束镜、反射镜、反射镜、透明样品和接收屏幕组成。
当光源发出的平行光束通过分束镜后,会被分成两束光线,一束直接射向反射镜,另一束射向透明样品。
透明样品可以是待测的物体,也可以是用来测量光波长的标准样品。
两束光线分别被反射镜反射后再次汇聚在接收屏幕上,形成干涉条纹。
其次,根据迈克尔逊干涉仪的实验原理,干涉条纹的位置与光程差有关。
光程差是指两束光线在传播过程中所经历的光程差异。
当两束光线相遇时,如果它们的光程差是波长的整数倍,就会产生明显的干涉条纹。
通过测量干涉条纹的位置,可以推导出光波长、透明样品的折射率和厚度等参数。
再次,迈克尔逊干涉仪的实验原理还可以用来测量光源的稳定性和光学元件的质量。
通过观察干涉条纹的变化,可以判断光源的频率稳定性和光学元件的表面平整度。
这对于精密测量和光学研究具有重要意义。
最后,迈克尔逊干涉仪的实验原理在科学研究和工程应用中发挥着重要作用。
它不仅可以用来测量光学参数,还可以用来研究光的波动性质和光学材料的特性。
在现代科学技术领域,迈克尔逊干涉仪被广泛应用于光学仪器的校准、精密测量和光学元件的质量检测。
总之,迈克尔逊干涉仪的实验原理基于光的干涉现象,通过测量干涉条纹的位置来实现精确的光学参数测量。
它在科学研究和工程应用中具有重要作用,为光学领域的发展做出了重要贡献。
希望本文对迈克尔逊干涉仪的实验原理有所帮助,谢谢阅读!。
迈克尔逊干涉仪原理
迈克尔逊干涉仪是一种利用光的干涉现象来测量光波长、折射率、长
度等物理量的仪器。
其原理基于光的干涉现象,即两束光线相遇时会产生
干涉,干涉结果取决于两束光线的相位差。
迈克尔逊干涉仪由一束光线经
过半反射镜分成两束光线,分别沿着两条光路传播,然后再次汇合在半反
射镜处。
当两束光线相遇时,它们会产生干涉,干涉结果会在屏幕上形成
明暗相间的干涉条纹。
通过调节其中一条光路的长度,可以改变两束光线
的相位差,从而改变干涉条纹的位置和形状。
利用迈克尔逊干涉仪可以测
量光的波长、折射率和长度等物理量。
例如,当光源发出单色光时,通过
调节其中一条光路的长度,可以使干涉条纹移动一个完整的周期,从而确
定光的波长。
当测量物体的折射率时,可以将物体放置在其中一条光路中,通过测量干涉条纹的移动来计算物体的折射率。
当测量长度时,可以将待
测长度放置在其中一条光路中,通过测量干涉条纹的移动来计算长度。