实用文档之用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长实验报告

由天下分享时间：2024/11/28 13:35:28 加入收藏我要投稿点赞

一、实用文档之\名称：用迈克尔逊干涉仪测量光波的波

长\二、目的：

1、 2、 3、 4、

了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉条纹的形成原理。通过观察实验现象，加深对干涉原理的理解。学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法。观察等倾干涉条纹，测量激光的波长。

三、实验器材：迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光。四、原理：

迈克尔逊干涉仪光路如图所示。当M1和M2'严格平行时，所得的干涉为等倾干涉。所有倾角为i的入射光束，由M1和M2'反射反射光线的光程差?均为2dcosi，式中i为光线在M1镜面的入射角，d为空气薄膜的

厚度，它们将处于同一级干涉条纹，

并定位于无限远。这时，图中E处，放一会聚透镜，在其共焦平面上，便可观察

到一组明暗相间的同心圆纹。

干涉条纹的级次以中心为最高，在干涉纹中心，应为i=0，由圆环中心出现亮点的条件是??2d?k?，得圆心处干涉条纹的级次

2dk?。当M1和M2'的间距d逐渐增大时，对于任一级干涉条纹，例

?如第k级，必定以减少其cosik的值来满足2dcosik?k?，故该干涉条纹向ik变大（cosik变小）的方向移动，即向外扩展。这时，观察者将

?时，就有一2个条纹涌出。反之，当间距由大逐渐变小时，最靠近中心的条纹将一

?个个“陷入”中心，且每陷入一个条纹，间距的改变亦为。

2看到条纹好像从中心向外“涌出”；且每当间距d增加

因此，只要数出涌出或陷入的条纹数，即可得到平面镜M1以波长λ为单位而移动的距离。显然，若有N个条纹从中心涌出时，则表

d明M1相对于M2'移动了?d?N，已知M1移动的距离和干涉条纹变

2动的数目，便可确定光波的波长。

五、步骤：

1、仪器设计成微动鼓轮转动时可带动粗动手轮转动，但粗动手轮转动不能带

动微动鼓轮转动（它只带动M1镜运动），为防止粗动手轮与微动鼓轮读数不一致

而无法读数或读错数的情况出现（如粗动轮指整刻度处，而微动轮不指在零刻度

处），在读数前应先调整零点。方法如下：将微动轮沿某一方向（例如顺时针方

向）旋转至零，然后以同方向转动粗动轮使之对齐某一刻度。之后测量过程中只

能仍以同方向转动微动轮，使M1镜移动，不得再转动粗动轮，这样才能使微动

轮与粗动轮两者读数相互吻合。

2、为了使测量结果正确，必须避免引入空程误差，也就是说，在调整好零点以后，应将微动轮按原方向转几圈，直到干涉条纹开始移动以后，才可开始读数测量。为了消除空程误差，调节中，粗调手轮和微调鼓轮要向同一方向转动；测量读数时，微调鼓轮也要向一个方向转动，中途不得倒转。这里所谓“同一方向”，是指始终顺时针，或始终逆时针旋转。

3、用逐差法进行数据处理，表格自拟。

六、记录:

读数位置/mm 起点第50环第100环第150环第200环第250环第300环第350环第400环

λ 1= λ 2= λ 3= λ 4= △d1= d250-d50 = △d2= d300-d100 = △d3= d350-d150 = △d4= d400-d200 = 七、数据处理：

2d1?632.7nm

2N2d2 ?2??631.7nm

N2d3 ?3??647.1nm

N2d4 ?4??639.1nm

N波长的平均???????632.7?631.7?647.1?639.1??1234??637.7nm

44标准偏差为：

由d?N?可得：?1?值

A?S????????i?n?n?1?22?637.7?632.7?长