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激光定與干涉的實驗裝置

發布時間:2022-09-13 16:36:37

❶ 如何利用定域干涉測量單色光波長,求實驗方案

實驗名稱】邁克來爾自遜干涉儀的調整與使用

【實驗目的】

1.了解邁克爾遜干涉儀的干涉原理和邁克爾遜干涉儀的結構,學習其調節方法;

2.調節非定域干涉、等傾干涉、等厚干涉條紋,了解非定域干涉、等傾干涉、等厚干涉的形成條件及條紋特點;

3.利用白光干涉條紋測定薄膜厚度。

【實驗儀器】

邁克爾遜干涉儀(20040151),He-Ne激光器(20001162),擴束物鏡

【實驗原理】

1. 邁克爾遜干涉儀

圖1是邁克爾遜干涉儀的光路示意圖

G1和G2是兩塊平行放置的平行平面玻璃板,它們的折射率和厚度都完全相同。G1的背面鍍有半反射膜,稱作分光板。G2稱作補償板。M1和M2是兩塊平面反射鏡,它們裝在與G1成45

❷ 激光通過邁克爾干涉儀後產生一排光點的原因是光線在什麼前後表面多次反射

在它的一個表面鍍有半透半反射實驗原理: 1、邁克爾遜干涉儀的定域調節M1使反射回來的一排光斑中最亮點返回小孔光闌,即可使M2』與M1平行。

❸ 邁克爾遜干涉儀實驗中是如何測量光波波長的

(一)調整邁克爾遜干涉儀,觀察非定域干涉、等傾干涉的條紋

① 對照實物和講義,熟悉儀器的結構和各旋鈕的作用;

② 點燃He—Ne激光器,使激光大致垂直M1。這時在屏上出現兩排小亮點,調節M1和M2背面的三個螺釘,使反射光和入射光基本重合(兩排亮點中最亮的點重合且與入射光基本重合)。這時,M1 和M2大致互相垂直,即M1/、M2大致互相平行。

③ 在光路上放入一擴束物鏡組,它的作用是將一束激光匯聚成一個點光源,調節擴束物鏡組的高低、左右位置使擴束後的激光完全照射在分光板G1上。這時在觀察屏上就可以觀察到干涉條紋(如完全沒有,請重復上面步驟)再調節M1下面的兩個微調螺絲使M1/、M2更加平行,屏上就會出現非定域的同心圓條紋。

④ 觀察等傾干涉的條紋。

(二)測量He—Ne激光的波長

① 回到非定域的同心圓條紋,轉動粗動和微動手輪,觀察條紋的變化:從條紋的「湧出」和「陷入」說明M1/、M2之間的距離d是變大?變小?觀察並解釋條紋的粗細、疏密和d的關系。

② 將非定域的圓條紋調節到相應的大小(左邊標尺的讀數為32mm附近),且位於觀察屏的中心。

③ 轉動微動手輪使圓條紋穩定的「湧出」(或「陷入」),確信已消除「空回誤差」後,找出一個位置(如剛剛「湧出」或「陷入」)讀出初始位置d1。

④ 緩慢轉動微動手輪,讀取圓條紋「湧出」或「陷入」中心的環數,每50環記錄相應的d2、d3、d4……

⑤ 反方向轉動微動手輪,重復②、③記錄下「陷入」(或「湧出」)時對應的di/。

⑥ 數據記錄參考表(如上),按公式計算出He—Ne激光的波長。用與其理論值相比較得出百分差表示出實驗結果。

❹ 邁克爾遜干涉儀的調整及使用的實驗報告怎麼寫

(2) 觀察等傾干涉、等候干涉的條紋,並能區別定域干涉和非定域干涉 (3) 測定He-Ne激光的波長
(4) 觀察白光干涉條紋和測定鈉光波長及相干長度 實驗儀器 邁







He-Ne





實驗原理
1.邁克爾遜干涉儀
圖1是邁克爾遜干涉儀實物圖。圖2是邁克爾遜干涉儀的光路示意圖,圖中M1和M2是在相互垂直的兩臂上放置的兩個平面反射鏡,其中M1是固定的;M2由精密絲桿控制,可沿臂軸前、後移動,移動的距離由刻度轉盤(由粗讀和細讀2組刻度盤組合而成)讀出。在兩臂軸線相交處,有一與兩軸成45°角的平行平面玻璃板G1,它的第二個平面上鍍有半透(半反射)的銀膜,以便將入射光分成振幅接近相等的反射光⑴和透射光⑵,故G1又稱為分光板。G2也是平行平面玻璃板,與G1平行放置,厚度和折射率均與G1相同。由於它補償了光線⑴和⑵因穿越G1次數不同而產生的光程差,故稱為補償板。
從擴展光源S射來的光在G1處分成兩部分,反射光⑴經G1反射後向著M2前進,透射光⑵透過G1向著M1前進,這兩束光分別在M2、M1上反射後逆著各自的入射方向返回,最後都達到E處。因為這兩束光是相干光,因而在E處的觀察者就能夠看到干涉條紋。
由M1反射回來的光波在分光板G1的第二面上反射時,如同平面鏡反射一樣,使M1在M2附近形成M1的虛像M1′

❺ 用激光照射雙縫干涉實驗裝置,單縫雙縫應平行放置,若將單縫繞中心軸旋轉(不超過90°)條紋將發生什麼變化

你對光學的相干條件不清楚,光的干涉很難,要求兩條光路的光程差一定要很小內很小,至少要容在0.1mm這個數量級。在雙縫干涉實驗中,即使不加單峰,也是可以看到干涉條紋的,但是能夠干涉的光,一律來自雙縫對稱處的某一條單縫范圍內(注意此時是沒有放單縫的),其他地方的光因為和雙縫的光程差太大而不能幹涉,但是可以透過雙縫形成背景光,導致條紋變暗。加上單縫後可以有效的降低背景光。
假設放上的單縫其寬度剛好等於允許的最大寬度,如果現在旋轉單縫,能夠干涉的光就來自現在的單縫和之前的單縫相交的區域,你可以畫個示意圖,會發現此面積迅速減小,導致後面的條紋變暗,而單縫隻影響條紋亮度,隻影響到達雙縫的光子數的多少,雙縫影響條紋形狀,所以條紋只與雙縫平行,在教材上的楊氏雙縫實驗中,光路圖只從雙縫畫起,根本和單縫無關。

❻ 邁克爾遜干涉儀測等傾等厚干涉定域位置

干涉儀是憑借光的干涉原理以測量長度或長度變化的精密儀器。實驗室中常用的是邁克爾遜干涉儀,它是用分振幅法產生雙光束以實現干涉的儀器。本實驗就是介紹邁克爾遜干涉儀的原理,結構及初步調節使用的方法,並用它來驗證一下曾在大學物理中介紹的分振幅法產生等傾,等厚干涉條紋的特點及變化規律,學慣用干涉儀測量長度的方法測激光的波長。

邁克爾遜干涉儀主要由分光板、補償板和兩塊平面鏡組成(一個鏡子是固定的, 一個鏡子是可移動的,分別裝在互相垂直的兩臂上)。當兩個鏡子垂直時,就可以觀察到等傾干涉條紋;當兩個鏡子互成一小角度時,就可以觀察到等厚干涉條紋。對於等傾干涉條紋來說,它是一組明暗相間的同心圓環。當兩平面鏡之間的距離發生變化時,可以觀察到圓環條紋從中心「湧出」或「陷入」的現象,並且條紋的疏密粗細程度發生變化,每當兩平面鏡的距離改變半個波長時,就會有一圓環條紋從中心「湧出」或「陷入」,因此只要記錄下環形條紋「湧出」或「陷入」的個數和兩面鏡子改變的距離,就可以測出光源的波長。對於等厚干涉條紋來說,它是一組明暗相間的直線形條紋,隨著兩平面鏡之間距離的改變,條紋出現彎曲的現象,通過實驗可以觀察。

干涉儀是精密儀器,它的最小分度可以達到0.0001mm,因此使用時要小心愛護。切忌用手或其他東西觸摸各種鏡的光學表面;調節手輪`螺釘時,動作要輕`慢,不可強扭,強板,不可調的太緊,以免鏡面變形;測量時手輪只能向一個方向轉動,並且起始和終了的讀數都應在中央亮斑最大時進行;讀數由主尺,大輪,小輪三部分組成,主尺和大輪不估讀,小輪可以讀到0.0001mm,估讀到0.00001mm.。

❼ 邁克爾遜干涉儀的定域干涉和非定域干涉有何區別

直接用激光加擴束鏡干涉前不加毛玻璃,干涉後再毛玻璃屏上觀察就可以了,是最容易調節和觀察的 ,

❽ 用邁克爾遜干涉條紋測量激光波長

實驗 用邁克爾遜干涉儀測量激光波長
一、目的:
1、 熟悉邁克爾遜干涉儀的主要結構,掌握其調節方法。
2、觀察等厚干涉、等傾干涉、非定域干涉的形成條件及條紋。
二、儀器及用具:
1、邁克爾遜干涉儀;2、He-Ne 激光器;3、毛玻璃;4、透鏡;5、白光光源。
三、邁克爾遜干涉儀:
邁克爾遜干涉儀在光學實驗和計量技術中有著廣泛的應用。例如:可用它測量光波的
波長、微小長度、光源的相干長度,用相乾性較好的光源可對較大的長度作精密長了測量,以及可用它來研究溫度、壓力對光傳播的影響等。隨著應用的需要,邁克爾遜干涉儀有多種多樣的形式,其基本光路如圖2所示。圖中S為光源,G1、G2為平行平面玻璃板,G1稱為分束鏡,在它的一個表面鍍有半透半反射金屬膜A,G2稱為補償板。M1、M2為互相垂直的平面鏡。M1、M2與G1、G2均成 角。
表2 干涉儀各部件名稱及作用
序號 部件名稱 作用 注意事項
1 底座調節螺釘(三個) 調節儀器水平
2 鑄鐵底座 承載體
3 精密絲杠(螺距為1mm) 精密調節平面反射鏡M1的移動 精密絲杠如受損,儀器精度下降,甚至儀器報廢,使用中動作要輕、慢。
4 機械檯面 承載體
5 導軌 承載平面反射鏡M1前後移動
6 平面反射鏡M1(動鏡) 反射光線 鏡面勿碰!
7 反射鏡調節螺釘(各三個) 調節平面反射鏡的空間取向 調整時動作要輕、慢。
8 平面反射鏡M2(固定) 反射光線 鏡面勿碰!
9 分束鏡G1 將一束光分解為二束 分束鏡G1和布償板G2在光路中已嚴格校準,勿碰!
10 布償板G2 補償作用,保證二束光光程相等
11 讀數窗
12 齒輪系統 傳動裝置 操作時動作要輕、慢。
13 手輪 控制平面反射鏡M1的移動 轉1分格M1鏡平移 mm

14 水平方向拉簧螺絲 精細調節反射鏡M2在該方向的傾斜度 調整時動作要輕、慢。
15 微動鼓輪 精密控制平面反射鏡M1的移動 轉1分格M1鏡平移 mm

16 垂直方向拉簧螺絲 精細調節反射鏡M2在該方向的傾斜度 調整時動作要輕、慢。
1. 本實驗室常用的WSM-200型邁克爾遜干涉儀的主要技術規格:
a、動鏡移動范圍:200mm。
b、動鏡移動的最小讀數0.0001mm。
2. 在讀數與測量時要注意以下兩點:
a、轉動微動鼓輪時,手輪隨著轉動,但轉動手輪時,鼓輪並不隨著轉動。因此在讀數前應先調整零點,方法是:將微動鼓輪沿某一方向(例如順時針方向)旋轉止零,然後以同方向轉動手輪使之對齊某刻度。這以後,在測量時只能仍以同方向轉動鼓輪使M1鏡移動,這樣才能使手輪與鼓輪二者讀數互相配合。
b、 為了使測量結果正確,必須避免引入空程,也就是說,在調整好零點以後,應將鼓輪按原方向轉幾圈,直到干涉條紋開始移動以後,才可開始讀數測量。
c、 為了延長邁克爾遜干涉儀的使用壽命,以免反射鏡長時間受到形變壓力,實驗完畢,需將反射鏡背面的三顆調節螺絲調至自然放鬆狀態。
四、實驗原理:
1、邁克爾遜干涉儀的定域干涉現象:
邁克爾遜干涉儀的光路如圖2所示,從准單色光源S發出的光,被平行平面玻璃G1的半反射面A分成互相垂直的兩束光(圖中的光束(1)和光束(2))。這兩束光分別由平面鏡M1、M2反射再經由A形成互相平行的兩束光,最後通過凸透鏡L在其焦面上P點疊加。G2是一塊補償板,其材料的厚度與G1完全相同,且兩者嚴格平行放置。它的作用是補償光束(2)的光程。因為光束(2)在色散材料G1中只通過一次,而光束(1)在G1中通過三次。只有在放入補償板後,當M1與M2嚴格對稱於反射面A放置時,光束(1)與(2)對任何波長的光的光程差為零,因此在觀察白光干涉條紋時必須 放上補償板,否則將看不到干涉條紋。設M2』是M2在半反射面A中的虛象,顯然光線經M2的反射到達P點的光程與它經虛反射面M2』反射到達P點的光程嚴格相等,故在焦面上觀察到的干涉條紋是由M1及M2』之間的空氣層兩表面的反射光疊加所產生的。當M1與M2嚴垂直時,也即M1平行於M2,就會在L的焦面上看到等傾干涉條紋,其形狀為一組同心圓,又若L的主光軸與鏡面M1垂直,則圓心在焦點F上。光束(1)與(2)在P點的光程差為:
……………………………(1)
式中d為M1與M2』間的空氣層厚度,i為射向P點的光束(1)與M1法線之間的夾角,干涉級次在圓心處(i=0)最高,若圓心處恰為一亮點,則該點的級次m與d之間的關系為:
………………………………(2)
旋轉干涉儀上精密絲桿,可使M1沿平直導軌前後平移,當d增大時,干涉環中心級次就會相應增加,於是可觀察到干涉環逐個從中心冒出來,反之,當d減小時,干涉環逐個向中心縮進去,每變化1個條紋,(即干涉儀中心由亮→暗→亮或由暗→亮→暗)d就變化 距離。由此可以精密地測量長度或光波波長。
如果M1和M2』靠的很近,且相互間有一個很小的楔角時,即可觀察到等厚干涉條紋,條紋定域在空氣層上(或在其附近),條紋形狀是一組平行於楔棱的直條紋。隨著M1與M2』間距離增大,由於入射角的變化帶來影響,使條紋彎曲,並凸向楔棱一邊,觀察等厚條紋時,可直接用眼睛向空氣楔調焦,也可用凸透鏡將空氣楔成象在其共軛面上。
2、邁克爾遜干涉儀的非定域干涉現象:
近來由於用激光作光源,故亦可觀察到邁克爾遜干涉儀的非定域干涉現象,在圖3中,激光通過短焦距透鏡L,會聚成一個強度很高的點光源S,同時其發散角增大了許多倍,爾後入射到邁克爾遜干涉儀。A即為G1的半反射面(G1略去未畫出),S'是點光源S經過半反射面所成的虛象,S1'是S'經M1所成的虛象,S2'是S'經M2』所成的虛象。顯然S1'、S2'是一對相干光源,只要觀察屏放在兩點光源發出光波的重疊區域內,都能看到干涉現象,故這種干涉稱為非定域干涉。觀察屏C上任一點P的光強取決於S1'和S2'至該點的光程差: 由於光程差相同點的光強相同,故干涉條紋是一組旋轉雙曲面與觀察屏相交所形成的曲線,其旋轉軸就是S1'和S2'的連線。當觀察屏C垂直於S1'S2'軸線時,即能看到一組明暗相間的同心圓干涉條紋,其圓心為S1'S2'軸線與屏的交點P0,P0處的光程差 可以證明,屏上任意點的光程差:
………………………(3)
式中i為S1'射到P點的光線與M1法線之間的夾角。式(3)與定域情況的(1)式相同。當M1與M2』之間距離d連續改變時,同樣可以看到圓心處有條紋向外冒出(或縮進)。故在屏C上將看到一組弧形條紋。
四、實驗內容:
1、觀察激光的非定域干涉現象;
2、觀察定域干涉現象:a、等傾干涉;b、等厚干涉;
五、實驗步驟:
1、 點亮He-Ne激光器,使激光穩定出光半小時侯後再測量。
觀察部分:
2、使He-Ne激光束大致垂直於M2,在C處放一塊毛玻璃屏,即可看到兩排激光光斑,每排都有幾個光點,這是由於G1上與反射面相對的另一側面的平玻璃面上亦有部分反射的緣故。調節M2背面的三隻螺絲,使兩排中兩個最亮的光斑大致重合,則M2』與M1平行。
3、用短焦距透鏡擴展激光束,即能在屏上看到弧形條紋,再調節M2鏡座下的微調螺絲,可使M2』與M1趨向嚴格平行,而弧形條紋逐漸轉化為圓條紋。
4、另一種調節方法是:使細激光束穿過小孔光闌後,再照射到干涉儀的半反射鏡上。調節M1使反射回來的一排光斑中最亮點返回小孔光闌,即可使M2』與M1平行。在弧形條紋變為圓條紋的調整過程中,應仔細考察條紋的變化情況,根據條紋形狀來判斷M2、M1間的相對傾斜,從而確定調節哪幾個螺絲,是放鬆還是擰緊等等。
5、改變M2』與M1之間的距離,根據條紋的形狀,寬度的變化情況,判斷d是變大還是變小,記錄條紋的變化情況。解釋條紋的粗細、密度和d的關系。
6、把毛玻璃放在透鏡L的前面,使球面波經過漫反射成為擴展光源(面光源)必要時可加兩塊毛玻璃。用聚焦到無窮遠的眼睛直接觀察可以看到的圓條紋。
7、接著調節M2的微調螺絲,使眼睛上下左右移動時,各圓條紋的大小不變,而僅僅是圓心隨眼睛的移動而移動,這時我們看到的就是定域干涉條紋現象中的等傾干涉條紋了。
8、轉動M1鏡傳動系統使M1前後移動,觀察條紋變化的規律(和非定域干涉要求相同)。
9、 移動M1鏡使M1鏡與M2』大致重合,調M2的微調螺絲,使M2』與M1有一很小的夾角,視場中出現直線干涉條紋,干涉條紋的間距與夾角成反比,夾角太大,條紋變得很密,甚至觀察不到干涉條紋,這時我們看到的就是定域干涉現象中的等厚條紋了。取條紋的間距為1mm左右,移動M1鏡,觀看干涉條紋從彎曲變直再變彎曲的過程。
測量部分:
10、調節出等傾干涉條紋後,從某一位置開始緩慢移動M1鏡,改變d的大小,並對干涉條紋的變化進行計數,當N≥500時,停止移動記下干涉儀讀數窗口的示值△d,則He -Ne激光的波長即為 ,按上述步驟重復三次,計算He-Ne激光的波長。

❾ 邁克爾遜干涉儀

這個主要是測量鈉雙線的波長差。

【實驗目的】

1.了解邁克爾遜干涉儀的干涉原理和邁克爾遜干涉儀的結構,學習其調節方法。

2.調節觀察干涉條紋,測量激光的波長。

3.測量鈉雙線的波長差。

4.練慣用逐差法處理實驗數據。

【實驗儀器】

邁克爾遜干涉儀,鈉燈,針孔屏,毛玻璃屏,多束光纖激光源(HNL 55700)。

【實驗原理】

1.邁克爾遜干涉儀

圖1是邁克爾遜干涉儀實物圖。圖2是邁克爾遜干涉儀的光路示意圖,圖中M1和M2是在相互垂直的兩臂上放置的兩個平面反射鏡,其中M1是固定的;M2由精密絲桿控制,可沿臂軸前、後移動,移動的距離由刻度轉盤(由粗讀和細讀2組刻度盤組合而成)讀出。在兩臂軸線相交處,有一與兩軸成45°角的平行平面玻璃板G1,它的第二個平面上鍍有半透(半反射)的銀膜,以便將入射光分成振幅接近相等的反射光⑴和透射光⑵,故G1又稱為分光板。G2也是平行平面玻璃板,與G1平行放置,厚度和折射率均與G1相同。由於它補償了光線⑴和⑵因穿越G1次數不同而產生的光程差,故稱為補償板。

從擴展光源S射來的光在G1處分成兩部分,反射光⑴經G1反射後向著M2前進,透射光⑵透過G1向著M1前進,這兩束光分別在M2、M1上反射後逆著各自的入射方向返回,最後都達到E處。因為這兩束光是相干光,因而在E處的觀察者就能夠看到干涉條紋。

由M1反射回來的光波在分光板G1的第二面上反射時,如同平面鏡反射一樣,使M1在M2附近形成M1的虛像M1′,因而光在邁克爾遜干涉儀中自M2和M1的反射相當於自M2和M1′的反射。由此可見,在邁克爾遜干涉儀中所產生的干涉與空氣薄膜所產生的干涉是等效的。

當M2和M1′平行時(此時M1和M2嚴格互相垂直),將觀察到環形的等傾干涉條紋。一般情況下,M1和M2形成一空氣劈尖,因此將觀察到近似平行的干涉條紋(等厚干涉條紋)。

2.單色光波長的測定

用波長為λ的單色光照明時,邁克爾遜干涉儀所產生的環形等傾干涉圓條紋的位置取決於相干光束間的光程差,而由M2和M1反射的兩列相干光波的光程差為

Δ=2dcos i (1)

其中i為反射光⑴在平面鏡M2上的入射角。對於第k條紋,則有

2dcos ik=kλ (2)

當M2和M1′的間距d逐漸增大時,對任一級干涉條紋,例如k級,必定是以減少cosik的值來滿足式(2)的,故該干涉條紋間距向ik變大(cos ik值變小)的方向移動,即向外擴展。這時,觀察者將看到條紋好像從中心向外「湧出」,且每當間距d增加λ/2時,就有一個條紋湧出。反之,當間距由大逐漸變小時,最靠近中心的條紋將一個一個地「陷入」中心,且每陷入一個條紋,間距的改變亦為λ/2。

因此,當M2鏡移動時,若有N個條紋陷入中心,則表明M2相對於M1移近了

Δd=N (3)

反之,若有N個條紋從中心湧出來時,則表明M2相對於M1移遠了同樣的距離。

如果精確地測出M2移動的距離Δd,則可由式(3)計算出入射光波的波長。

3.測量鈉光的雙線波長差Δλ

鈉光2條強譜線的波長分別為λ1=589.0 nm和λ2=589.6 nm,移動M2,當光程差滿足兩列光波⑴和⑵的光程差恰為λ1的整數倍,而同時又為λ2的半整數倍,即

Δk1λ1=(k2+)λ2

這時λ1光波生成亮環的地方,恰好是λ2光波生成暗環的地方。如果兩列光波的強度相等,則在此處干涉條紋的視見度應為零(即條紋消失)。那麼干涉場中相鄰的2次視見度為零時,光程差的變化應為

ΔL=kλ1=(k+1)λ2 (k為一較大整數)

由此得

λ1-λ2==

於是

Δλ=λ1-λ2==

式中λ為λ1、λ2的平均波長。

對於視場中心來說,設M2鏡在相繼2次視見度為零時移動距離為Δd,則光程差的變化ΔL應等於2Δd,所以

Δλ= (4)

對鈉光=589.3 nm,如果測出在相繼2次視見度最小時,M2鏡移動的距離Δd ,就可以由式(4)求得鈉光D雙線的波長差。

4.點光源的非定域干涉現象

激光器發出的光,經凸透鏡L後會聚S點。S點可看做一點光源,經G1(G1未畫)、M1、M2′的反射,也等效於沿軸向分布的2個虛光源S1′、S2′所產生的干涉。因S1′、S2′發出的球面波在相遇空間處處相干,所以觀察屏E放在不同位置上,則可看到不同形狀的干涉條紋,故稱為非定域干涉。當E垂直於軸線時(見圖3),調整M1和M2的方位也可觀察到等傾、等厚干涉條紋,其干涉條紋的形成和特點與用鈉光照明情況相同,此處不再贅述。

【實驗內容與步驟】

1.觀察擴展光源的等傾干涉條紋並測波長

①點燃鈉光燈,使之與分光板G1等高並且位於沿分光板和M1鏡的中心線上,轉動粗調手輪,使M1鏡距分光板G1的中心與M1鏡距分光板G1的中心大致相等(拖板上的標志線在主尺32 cm 位置)。

②在光源與分光板G1之間插入針孔板,用眼睛透過G1直視M2鏡,可看到2組針孔像。細心調節M1鏡後面的 3 個調節螺釘,使 2 組針孔像重合,如果難以重合,可略微調節一下M2鏡後的3個螺釘。當2組針孔像完全重合時,就可去掉針孔板,換上毛玻璃,將看到有明暗相間的干涉圓環,若干涉環模糊,可輕輕轉動粗調手輪,使M2鏡移動一下位置,干涉環就會出現。

③再仔細調節M1鏡的2個拉簧螺絲,直到把干涉環中心調到視場中央,並且使干涉環中心隨觀察者的眼睛左右、上下移動而移動,但干涉環不發生「湧出」或「陷入」現象,這時觀察到的干涉條紋才是嚴格的等傾干涉。

④測鈉光D雙線的平均波長。先調儀器零點,方法是:將微調手輪沿某一方向(如順時針方向)旋至零,同時注意觀察讀數窗刻度輪旋轉方向;保持刻度輪旋向不變,轉動粗調手輪,讓讀數窗口基準線對准某一刻度,使讀數窗中的刻度輪與微調手輪的刻度輪相互配合。

⑤始終沿原調零方向,細心轉動微調手輪,觀察並記錄每「湧出」或「陷入」50個干涉環時,M1鏡位置,連續記錄6次。

⑥根據式(5-8),用逐差法求出鈉光D雙線的平均波長,並與標准值進行比較。

2.觀察等厚干涉和白光干涉條紋

①在等傾干涉基礎上,移動M2鏡,使干涉環由細密變粗疏,直到整個視場條紋變成等軸雙曲線形狀時,說明M2與M1′接近重合。細心調節水平式垂直拉簧螺絲,使M2與M1′有一很小夾角,視場中便出現等厚干涉條紋,觀察和記錄條紋的形狀、特點。

②用白熾燈照明毛玻璃(鈉光燈不熄滅),細心緩慢地旋轉微動手輪,M2與M1′達到「零程」時,在M2與M1′的交線附近就會出現彩色條紋。此時可擋住鈉光,再極小心地旋轉微調手輪找到中央條紋,記錄觀察到的條紋形狀和顏色分布。

3.測定鈉光D雙線的波長差

①以鈉光為光源調出等傾干涉條紋。

②移動M2鏡,使視場中心的視見度最小,記錄M2鏡的位置;沿原方向繼續移動M2鏡,使視場中心的視見度由最小到最大直至又為最小,再記錄M2鏡位置,連續測出6個視見度最小時M2鏡位置。

③用逐差法求Δd的平均值,計算D雙線的波長差。

4.點光源非定域干涉現象觀察

方法步驟自擬。

邁克爾遜干涉儀系精密光學儀器,使用時應注意防塵、防震;不能觸摸光學元件光學表面;不要對著儀器說話、咳嗽等;測量時動作要輕、要緩,盡量使身體部位離開實驗檯面,以防震動。

參考:http://class.htu.cn/gx/kecheng/shiyan/14.htm

❿ 邁克爾遜干涉儀實驗中是如何測量光波波長的

(一)調整邁克爾遜干涉儀,觀察非定域干涉、等傾干涉的條紋
① 對照實物和講義,熟悉儀器的結構和各旋鈕的作用;
② 點燃He—Ne激光器,使激光大致垂直M1.這時在屏上出現兩排小亮點,調節M1和M2背面的三個螺釘,使反射光和入射光基本重合(兩排亮點中最亮的點重合且與入射光基本重合).這時,M1 和M2大致互相垂直,即M1/、M2大致互相平行.
③ 在光路上放入一擴束物鏡組,它的作用是將一束激光匯聚成一個點光源,調節擴束物鏡組的高低、左右位置使擴束後的激光完全照射在分光板G1上.這時在觀察屏上就可以觀察到干涉條紋(如完全沒有,請重復上面步驟)再調節M1下面的兩個微調螺絲使M1/、M2更加平行,屏上就會出現非定域的同心圓條紋.
④ 觀察等傾干涉的條紋.
(二)測量He—Ne激光的波長
① 回到非定域的同心圓條紋,轉動粗動和微動手輪,觀察條紋的變化:從條紋的「湧出」和「陷入」說明M1/、M2之間的距離d是變大?變小?觀察並解釋條紋的粗細、疏密和d的關系.
② 將非定域的圓條紋調節到相應的大小(左邊標尺的讀數為32mm附近),且位於觀察屏的中心.
③ 轉動微動手輪使圓條紋穩定的「湧出」(或「陷入」),確信已消除「空回誤差」後,找出一個位置(如剛剛「湧出」或「陷入」)讀出初始位置d1.
④ 緩慢轉動微動手輪,讀取圓條紋「湧出」或「陷入」中心的環數,每50環記錄相應的d2、d3、d4……
⑤ 反方向轉動微動手輪,重復②、③記錄下「陷入」(或「湧出」)時對應的di/.
⑥ 數據記錄參考表(如上),按公式計算出He—Ne激光的波長.用與其理論值相比較得出百分差表示出實驗結果.

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