迈克尔逊干涉仪的调整与使用实验报告

Posted 2022-03-28 Alex_996

[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.利用迈克尔逊干涉仪测量He-Ne激光器的波长

[实验仪器]

1.迈克尔逊干涉仪
2.He-Ne激光器
3.扩束镜
4.观察屏
5.小孔光阑

[实验原理]

1.迈克耳逊干涉仪的干涉原理（光路图如图1所示）

光源S发出的一束光，从分束镜G1的半反射面K上被分成光强近似相等的反射光束1和透射光束2.反射光束1射出G1后投向反射镜M1，光束2经过补偿板G2投向后边的反射镜，反射回来再通过G2，在半反射面K上反射。于是，这两束相干光在空间相遇并产生干涉，通过人眼可以看到干涉条纹。

补偿板G2的材料和厚度都和分束镜G1相同，并且与分束镜G1平行放置，其作用是为了补偿反射光束1因为G1中往返两次所多走的光程，使干涉仪对不同波长的光可以同时满足等光程的要求。

[数据记录和处理]

转动鼓轮，观察到干涉条纹中“吞”“吐”变化。中心每“生成”或“吞进”30个干涉条纹记录一次数据，连续记录6次。

选择M1镜的一个初始位置，作为第一列填入表格，每“生成”或“吞进”30个干涉条纹时M1镜的位置填入表格其它列中。

测量编号	1	2	3	4	5	6
D（mm）	29.70187	29.71135	29.72018	29.72975	29.73920	29.74865

利用逐差法，根据上面的数据算出三组差值，并填入下表

测量编号	1	2	3
ΔD（mm）	0.02788	0.02785	0.02847

[数据处理]

(利用逐差法处理数据，根据相应公式计算He-Ne激光的波长。保留中间计算过程)

[结果表达]

利用逐差法处理数据，计算得出该实验中He-Ne激光的波长为λ= 623.70 （nm）

[思考题]

1.利用迈克耳孙干涉仪测量单色光的波长时，如何改变两束光的光程差？

在迈克尔孙干涉仪的2M镜前插入一厚度为d的薄玻璃片，则相应的广场差变化为2(n-1)d=ΔNλ

2.利用迈克耳孙干涉仪测量单色光的波长时，条纹中心每“吞”进（或“吐”出）一个圆形条纹，到达该处的两束光的光程差变化多少？

光程差 δ = 2n0cos θ n0 = 1 光程差 δ = 2dcos θ * 10-6mm

3、在测量之前如何调整微动鼓轮的零点对齐？若不调整零点对齐，测量数据时会造成什么影响（可以举例说明）。

转动微动鼓轮时，粗动轮随着转动，但转动粗动轮时，鼓轮并不随着转动。因此在读数前应先调整零点。

方法如下；将鼓轮沿某一方向旋转至零，然后以同方向转动粗动轮使之对齐某一刻度。