迈克尔测光的波长实验装置

1. 如何用迈克尔干涉仪测钠光两谱线的波长差原理和步骤是什么

观察条纹反差起伏一个周期，光程差的改变量就是相干长度，那么，相干长度=平均波长的平方/波长差，波长差=平均波长的平方/相干长度

原理：假设反差从最大到最大，光程差的改变量=（m+1）λ1=mλ2=相干长度，m=λ1/(λ2-λ1)

相干长度=mλ2=λ1λ2/(λ2-λ1)，这种问题，λ1、λ2的差别非常小。

所以，波长差=平均波长的平方/相干长度。

2. 在迈克尔干涉仪测波长的实验中为什么等清干涉条纹是同心圆

因为等倾干涉是入射光相对于入射平行介质的角度相同的时候，干涉条纹相同，如果是个点光源，发出的光线就是球面，那么围绕中心的任意一个圆圈上的入射光倾斜角度都是一样的，所以干涉情况也是一样的，所以明纹的，一圈都是明纹，暗纹的，一圈都是暗纹，这样才叫等倾干涉么！

3. 迈克尔逊干涉仪测光波波长

迈克尔逊干涉仪测量光波波长

【实验原理】：

迈克尔逊干涉仪基本使用原理

1．等倾干涉和氦氖激光波长测定

调节迈克尔逊干涉仪,当M1、和M2的距离d一定时，所有倾角相同的两平行光束都具有

相同的光程差， .它们会聚后的干涉叫强或减弱的情况相同，因此称这种干涉为等

倾干涉．

2．测量光波的波长

在等倾干涉条件下，设平面镜M1移动距离Δd时相应、冒出（或消失）的圆条纹数为N,

(其中Δd为测量值的 )
由上式可见，只要测量平面镜M1移动Δd，同时数出相应冒出（或消失）的圆纹数N,就

可算出波长λ

M2′

d

i

A

B
C
D
①

②

M1

r

F
F′

P
L
n=1

P′

i′

S
图2 等倾干涉

图1 迈克尔逊干涉仪

S

P1

M2'

M2

M1

d

P2

E

①

②

①

②

【实验仪器】：WSM-200 型迈克尔逊干涉仪，HE—NE激光器，,扩束镜,墨镜。

【实验内容】；

1.迈克尔逊干涉仪的调节

熟读光学实验常用仪器部分迈克尔逊干涉仪的调节使用说明,并按此调节好．

2.测量氦氖激光的波长

（1） 轻轻转动微调鼓轮(9),使平面镜M1转动,此时可在观察屏上看到干涉圆纹

一个一个地从中心冒出(或消失)．

（2） 开始记数时，记录平面镜M1的位置读数d0.

（3） 同方向继续转动微调鼓轮（9），数到中心圆纹向外冒出（或消失）100个时，

在记录平面镜M1的位置读数d.

(4) 由式（34－4）计算出氦氖激光的波长λ．

(5) 重复上述步骤10次，算出波长的平均值λ，求出不确定度，并与公式值λ0＝6328Å

比较之．

测量氦氖激光束波长的数据处理（数据与我们测量的数据有差别，但是方法是一样的）

N=50

次数i

1
44.25630
0.07945
0.7906
0.00030
6356
6325
24

2
44.24009
0.07927
6342

3
44.22423
0.07887
6310

4
44.20856
0.07886
6309

5
44.19265
0.07883
6306

6
44.17685

7
44.16082

8
44.14536

9
44.12970

10
44.11382

6325 24

100%
-0.05

=(0.07945+0.07927+0.07887+0.07886+0.07883)/5

=0.07906(mm)

注意：现在我们要用的公式是：
而且我们记录的数据小数点后面只有三位！注意有效数字的取舍！

M1、M2的作用

从光源S发出的一束光经分光板M1的半反半透分成两束光强近似相等的光束1和2，而M2作为补偿板，使得两束光在玻璃中走得光程相等，因此计算两束光的光程差时，只需考虑两束光在空气中的几何路程的差别。

迈克尔逊干涉仪的好处

（1）由于干涉仪所产生的干涉条纹和由平面M1和M2′之间的空气薄膜所产生的干涉条纹是完全一样的。M1和M2′之间所夹的空气层形状可以任意调节，如使M1与M2′平行、不平行、相交甚至完全重合。

（2）迈克尔逊干涉仪光路中把两束相干光相互分离得很远。这样就可以在任一支光路里放进被研究得东西，通过干涉图像得变化可以研究物质得某些物理特性，如气体折射、测透明薄板的厚度等。

结果自己分析，不要抄袭

从实验数据得知，该次实验较为成功，所测量的氦氖激光波长的值与实际波长的值相对误差绝对值小于1％。但实验过程中，仍存在着诸多值得注意及不足之处，例如：

在调节由平面镜M1、M2反射在观察屏上的两组光点像时，要求使两组光点中最亮两点完全重合，但如果因为相对较长时间的调试，我们对该亮点的视觉敏感度会降低，可能会使该两点达不到完全重合，从而对实验造成一定影响，使出现在观察屏上的圆形条纹发生重叠，不能准确观察、测量；

氦氖激光经过扩束镜后成为反射光束，该光束沿不同方向反射到平面镜M1、M2，仔细调节M1、M2后会在观察屏上看到干涉条纹。如果激光没有正好经过扩束镜，观察屏上看不到干涉条纹，所以在保证扩束镜与激光等高的条件下，要仔细移动扩束镜的位置，使得观察屏上出现干涉条纹；

迈克尔干涉仪是科学研究的精密光学仪器,由于机械转总存在有一定的间隙,都有回程差，在读数的过程中，应使微调鼓轮向同一个方向转动，尽量避免回程差:。

通过同一方向转动微调鼓轮，使观察屏上不断消失圆形条纹。规定50环为一次记录，分别从导轨、仪器窗口的刻度盘、微动手轮上读出平面镜M2的移动距离，再从微动手轮上估读一位。但由于圆形条纹消失的条纹数不能准确为50环，即平面镜M2移动的距离△d对应条纹数不为50，所以测量的氦氖激光波长与实际波长有较大出入。

4. 物理学,迈克尔干涉仪测光波波长的题目

1nm=10^(-9)m=10^(-6)mm==>1mm=10^6nm

用纳米做长度单位，则1毫米等于10的负6次方毫米。所以0.62mm=0.62*10^6nm

5. 迈克尔逊干涉仪实验中是如何测量光波波长的

（一）调整迈克尔逊干涉仪,观察非定域干涉、等倾干涉的条纹
① 对照实物和讲义,熟悉仪器的结构和各旋钮的作用；
② 点燃He—Ne激光器,使激光大致垂直M1.这时在屏上出现两排小亮点,调节M1和M2背面的三个螺钉,使反射光和入射光基本重合（两排亮点中最亮的点重合且与入射光基本重合）.这时,M1 和M2大致互相垂直,即M1／、M2大致互相平行.
③ 在光路上放入一扩束物镜组,它的作用是将一束激光汇聚成一个点光源,调节扩束物镜组的高低、左右位置使扩束后的激光完全照射在分光板G1上.这时在观察屏上就可以观察到干涉条纹（如完全没有,请重复上面步骤）再调节M1下面的两个微调螺丝使M1／、M2更加平行,屏上就会出现非定域的同心圆条纹.
④ 观察等倾干涉的条纹.
（二）测量He—Ne激光的波长
① 回到非定域的同心圆条纹,转动粗动和微动手轮,观察条纹的变化：从条纹的“涌出”和“陷入”说明M1／、M2之间的距离d是变大?变小?观察并解释条纹的粗细、疏密和d的关系.
② 将非定域的圆条纹调节到相应的大小（左边标尺的读数为32mm附近）,且位于观察屏的中心.
③ 转动微动手轮使圆条纹稳定的“涌出”（或“陷入”）,确信已消除“空回误差”后,找出一个位置（如刚刚“涌出”或“陷入”）读出初始位置d1.
④ 缓慢转动微动手轮,读取圆条纹“涌出”或“陷入”中心的环数,每50环记录相应的d2、d3、d4……
⑤ 反方向转动微动手轮,重复②、③记录下“陷入”（或“涌出”）时对应的di/.
⑥ 数据记录参考表（如上）,按公式计算出He—Ne激光的波长.用与其理论值相比较得出百分差表示出实验结果.

6. 迈克尔干涉仪实验测量光波波长，是怎样测量的

迈克尔逊分光干涉仪，把一束光利用双棱镜分成两束，其中一束经过一次反射回到主光路，两束光产生相位差，从而产生了干涉。

迈克尔逊干涉仪的那一面反射镜是可以微调的，一般通过观察条纹最清楚的状态，两次最清楚状态（实际一般取多次来减小误差）之间，反射镜移动的距离*2就是光程的改变量，同时也就是波长。

这是最基本的迈克尔逊干涉仪，实际上现在改良版本也很多，具体问题具体分析。我说的这种产生的是等厚条纹，有的则产生斜条纹。

7. 麦克尔逊的实验是怎么做的

迈克尔逊干涉仪是美国物理学家迈克尔逊和莫雷为进行“以太漂移实验”于 1883年创制的。在光的电磁理论与爱因斯坦相对论形成之前，大多数物理学家相信光波在一种称为“以太”的物质中传播，这种物质充满整个宇宙空间。迈克尔逊和莫雷试图用迈克尔逊干涉仪测量出地球相对于以太的运动。他们预计这种相对运动会导致将仪器旋转90 0 后能观察到4/10个条纹的移动，实际观察到的结果是少于1/100。这个结果令迈克尔逊感到十分失望，但他们因此却创制了一个精密度达四亿份之一米的测长仪器并运用这套仪器转向长度的测量工作。1907年，迈克尔逊由于在“精密光学仪器和用这些仪器进行光谱学的基本量度”的研究工作而荣获诺贝尔物理学奖金。 直到爱因斯坦于 1905年提出了相对论，指出光速不变，即真空中光波相对于所有惯性参考系的速度都是相同的值 C 。假想的以太概念被彻底的抛弃。迈克尔逊-莫雷所得的否定结果给相对论以很大的实验支持。它因此被称作历史上最有意义的“否定结果”实验（ “ negative-result ” experiment ）。 【实验目的】 1．了解迈克尔逊干涉仪的构造原理，初步掌握调节方法。 2．观察等倾干涉现象，测 He — Ne 激光的波长。 3. 学习法布里—珀罗干涉装置的调节和使用。 【实验仪器】 迈克尔逊干涉仪， He — Ne 多束光纤激光器 (图 1 迈克尔逊干涉仪） （图 2 光纤激光） （图 3 镜片 ） 【注意事项】 1. 迈克尔逊干涉是精密仪器，实验者应细心操作。仪器上各镜面严禁用手或它物触摸；调整、测量中勿碰工作台； 2. 应单向旋转粗、微调鼓轮，不得中途倒转出现空程而造成误差。 【思考题】 1. 什么是定域条纹？什么是非定域条纹？两者用的光源与观察仪器有何不同？ 2. 请设计一个实验用迈克尔逊干涉仪测量固体透明薄膜的折射率或厚度。 【应用提示】 1．本实验中测量了氦氖激光器的波长，下面仅就激光器再做一简单介绍。 也称为 “光激射器”。利用受激辐射原理使光在某些受激发的工作物质中放大或发射的器件。用电学、光学及其他方法对工作物质进行激励，使其中一部分粒子激发到能量较高的状态中去，当这种状态的粒子数大于能量较低状态的粒子数时，由于受激辐射作用，该工作物质就能对某一定波长的光辐射产生放大作用，也就是当这种波长的光辐射通过工作物质时，就会射出强度被放大而又与入射光波位相一致、频率一致、方向一致的光辐射，这种情况便称为光放大。 激光器一般由三个部分组成： (1)能实现粒子数反转的工作物质。例如氦氖激光器中，通过氦原子的协助，使氖原子的两个能级实现粒子数反转；(2)光泵：通过强光照射工作物质而实现粒子数反转的方法称为光泵法。例如红宝石激光器，是利用大功率的闪光灯照射红宝石（工作物质）而实现粒子数反转。造成了产生激光的条件；(3)光学共振腔：最简单的光学共振腔是由放置在氦氖激光器两端的两个相互平行的反射镜组成。当一些氖原子在实现了粒子数反转的两能级间发生跃迁，辐射出平行于激光器方向的光子时，这些光子将在两反射镜之间来回反射，于是就不断地引起受激辐射，很快地就产生出相当强的激光。这两个互相平行的反射镜，一个反射率接近100%，即完全反射。另一个反射率约为98%，激光就是从后一个反射镜射出的。 激光器的种类很多，如氦氖激光器、二氧化碳激光器，红宝石激光器、钇铝石榴石激光器，砷化镓激光器，染料激光器，氟化氢激光器和氩离子激光器、半导体激光器等， 发射的激光波长有 325nm、405nm、457nm、635nm、650nm、680nm、808nm、850nm、980nm、1310nm及1550nm等。常用的激光器如图10和图11所示。 2．实验中利用迈克尔逊干涉测量了 氦氖激光器的波长。其中的基本干涉光路也在许多测量中得到广泛应用。在这里两个反射镜完全垂直，得到的是等倾干涉；若两个反射镜没有完全垂直，则可得到等厚干涉，可以用来测量介质的折射率、厚度等。

希望采纳

8. 迈克逊干涉仪测波长实验中，1·什么是空程如何防止空程对测量的影响2·干涉圆环吞入或冒

空程是提供给一种死区的通用名词。这种死区是当一个装置的输入改变方向时由于装置输入与输出之间的暂时中断引起的。一个机械连接的松弛或松动是空程的一个典型例子。

精密传动的空程误差，也称回差、空回，是指传动装置的输入轴旋向改变时，输出轴转角与理论值的滞后量。传动链的 空程是各个齿轮副上回 程误差的综合。

产生空程的因素 较多，如最 小侧隙、齿轮加工误差、中心距偏差、轴与齿轮孔的配合间隙、轴承游隙、轴与轴承孔的配合间隙、轴心线的平行度和弹性变形等都会对空回产生影响。

(8)迈克尔测光的波长实验装置扩展阅读：

最大加速度判定方法是通过软件统计出活塞杆头加速度时域波形最大峰值的平均值而得出的，对于所采集的每段波形，都可以在测试软件示波器上显示出最大峰值的大小 (包括正峰值和负峰值 )。长期行驶在山区复杂路面空化严重有异响的减振器的加速度值要明显大于正常减振器，所以通过统计最大峰值的平均值，就可以评价该减振器的性能。