迈克尔逊干涉仪测he(迈克尔逊干涉仪的He-Ne激光器的激光的波长是多少)
本文目录
- 迈克尔逊干涉仪的He-Ne激光器的激光的波长是多少
- 迈克尔孙干涉仪的调整及使用实验原理
- 迈克尔逊干涉仪干涉现象原理
- 用迈克尔逊干涉条纹测量激光波长
- 迈克尔逊干涉仪测光波波长
- 迈克尔逊干涉仪实验中是如何测量光波波长的
- 迈克尔逊干涉仪
- 迈克尔逊干涉仪如何用He-Ne调出等倾干涉条纹在调节和测其波长时要注意什么多谢了!!!
- 用迈克尔逊干涉仪测He-Ne激光波长干涉条纹很细是什么原因,如何调成又粗又稀
- 迈克耳孙干涉仪主要用于测量什么
迈克尔逊干涉仪的He-Ne激光器的激光的波长是多少
干涉仪中的He-Ne红光激光器的波长632.8nm其他波长段的He-Ne激光器还有543nm、594.1nm、611.9nm
迈克尔孙干涉仪的调整及使用实验原理
1、实验目的(1)掌握迈克尔逊干涉仪的工作原理和结构,学习其调整方法和技巧(2)学习精确测量长度的方法。(3)学会用迈克尔逊干涉仪测量单色光的波长。2、实验原理1、迈克尔逊干涉仪的光路迈克尔逊干涉仪有多种形式,其基本光路图如图6-7-1所示。从光源S发射的光束在分束器a的半反射表面M上被分成强度大致相等的反射光束1和透射光束2反射光束1从A发射,然后投射到反射镜M2,反射回来,然后通过A;光束2穿过补偿板B并被投射到反射镜M1,然后被反射回来,然后穿过B,并在半反射表面m上被反射因此,这两束相干光束在空间相遇并发生干涉,干涉条纹可以通过望远镜或人眼观察到。补偿板B与分束器A材质、厚度相同,与分束器A平行放置,其作用是补偿反射光束1因在A中来回两次而多出来的光程,使干涉仪同时满足不同波长光的等光程要求。2、等倾干涉图样(1)产生等倾干涉的等效光路如图6-7-2所示(图中未画出补偿板B)。当观察者从O点看M2镜时,不仅能直接看到M2镜,还能看到被分束器a的半反射面M反射的像M1’这样,在观察者看来,两个相干光束被同一光束分别通过M1和M2反射。因此,从光学的角度来看,迈克尔逊干涉仪产生的干涉图样与M1和M2之间的空气层产生的干涉图样是一样的。在讨论干涉条纹的形成时,我们只需考虑M1和M2两个表面以及它们之间的空气层。因此,迈克尔逊干涉仪的干涉情况(干涉图样)是由光源、M1和M2以及观察屏的相对位置决定的。(2)等倾干涉图样的形成及单色光波长的测量当M1镜与M2镜垂直时,M1’与M2相互平行,距离为d如果光束以相同的倾角入射到M1′和M2上,经反射后将形成1和2′东平行的相干光,如图6-7-3所示。交叉点p是垂直于光线2’的P0如果M1’和M2之间有空气层,且n≈1,则两光束的光程差δ为δ=Mn+NP-Mo=(d/cosθ)+(d/cosθ)-PMsinθ=(2d/cosθ)-2DTanθsinθ,则因此,干涉条纹是一系列对应不同倾角的同心圆干涉条纹,称为等倾角干涉条纹(图6-7-4)。因为1’和2’光波只能在无穷远处相遇,所以干涉条纹局限在无穷远处。(1)亮条纹条件:θ=0°时,即两镜法线方向反射的光波光程差最大,中心条纹的干涉级次最高。中心点的亮度完全由d决定,当2d=kλ时,中心为亮点。当d的值改变λ/2时,干涉条纹改变一级。也就是说,M1’和M2之间的距离每增加或减少λ/2,干涉条纹的中心就会凸出或缩进一个干涉环。(2)测量光的波长为λ=(2δd/δn)δd为M2移动的距离;δN是干涉条纹出现或收缩的条纹数。(3)条纹间距:根据公式(6-7-1)可知,当d不变,θ不为零时,光程差δ减小,干砂条纹偏离中心的K阶较低。通过条纹间距δr≈(λz/2RRD)(z是观察屏到反射镜M2的距离,r是圆环的半径)。可以看出,离中心越远,干涉条纹越密。可以看出,系列K是从圆心沿半径,由高到低,条纹间隔由稀疏到密集。等倾干涉图样示意图如图6-7-4所示。
迈克尔逊干涉仪干涉现象原理
迈克尔逊干涉仪是一种利用光的干涉现象测量长度的仪器。它基于干涉原理,即在光线发生干涉时,会出现明暗交替的干涉条纹,通过测量干涉条纹的位置和数量可以确定待测长度。
在迈克尔逊干涉仪中,光线从光源射出,经过一个半反射镜分成两束光,分别经过两个镜面反射后,再次回到半反射镜处,合成一束光后到达屏幕。如果两束光程差为波长的整数倍,则会出现明纹,否则会出现暗纹。当移动其中一个镜子,改变其中一个光程时,干涉条纹的位置也会随之移动。
在迈克尔逊干涉仪中,通过移动其中一个镜子,改变其中一个光程,然后观察干涉条纹的变化,可以测量出待测长度的变化。这种干涉仪通常用于测量长度的微小变化,如精密测量光速、介质折射率、薄膜厚度等。
用迈克尔逊干涉条纹测量激光波长
实验 用迈克尔逊干涉仪测量激光波长一、目的:1、 熟悉迈克尔逊干涉仪的主要结构,掌握其调节方法。2、观察等厚干涉、等倾干涉、非定域干涉的形成条件及条纹。二、仪器及用具:1、迈克尔逊干涉仪;2、He-Ne 激光器;3、毛玻璃;4、透镜;5、白光光源。三、迈克尔逊干涉仪: 迈克尔逊干涉仪在光学实验和计量技术中有着广泛的应用。例如:可用它测量光波的波长、微小长度、光源的相干长度,用相干性较好的光源可对较大的长度作精密长了测量,以及可用它来研究温度、压力对光传播的影响等。随着应用的需要,迈克尔逊干涉仪有多种多样的形式,其基本光路如图2所示。图中S为光源,G1、G2为平行平面玻璃板,G1称为分束镜,在它的一个表面镀有半透半反射金属膜A,G2称为补偿板。M1、M2为互相垂直的平面镜。M1、M2与G1、G2均成 角。 表2 干涉仪各部件名称及作用序号 部件名称 作用 注意事项1 底座调节螺钉(三个) 调节仪器水平 2 铸铁底座 承载体 3 精密丝杠(螺距为1mm) 精密调节平面反射镜M1的移动 精密丝杠如受损,仪器精度下降,甚至仪器报废,使用中动作要轻、慢。4 机械台面 承载体 5 导轨 承载平面反射镜M1前后移动 6 平面反射镜M1(动镜) 反射光线 镜面勿碰!7 反射镜调节螺钉(各三个) 调节平面反射镜的空间取向 调整时动作要轻、慢。8 平面反射镜M2(固定) 反射光线 镜面勿碰!9 分束镜G1 将一束光分解为二束 分束镜G1和布偿板G2在光路中已严格校准,勿碰!10 布偿板G2 补偿作用,保证二束光光程相等 11 读数窗 12 齿轮系统 传动装置 操作时动作要轻、慢。13 手轮 控制平面反射镜M1的移动 转1分格M1镜平移 mm14 水平方向拉簧螺丝 精细调节反射镜M2在该方向的倾斜度 调整时动作要轻、慢。15 微动鼓轮 精密控制平面反射镜M1的移动 转1分格M1镜平移 mm16 垂直方向拉簧螺丝 精细调节反射镜M2在该方向的倾斜度 调整时动作要轻、慢。1. 本实验室常用的WSM-200型迈克尔逊干涉仪的主要技术规格: a、动镜移动范围:200mm。 b、动镜移动的最小读数0.0001mm。2. 在读数与测量时要注意以下两点: a、转动微动鼓轮时,手轮随着转动,但转动手轮时,鼓轮并不随着转动。因此在读数前应先调整零点,方法是:将微动鼓轮沿某一方向(例如顺时针方向)旋转止零,然后以同方向转动手轮使之对齐某刻度。这以后,在测量时只能仍以同方向转动鼓轮使M1镜移动,这样才能使手轮与鼓轮二者读数互相配合。b、 为了使测量结果正确,必须避免引入空程,也就是说,在调整好零点以后,应将鼓轮按原方向转几圈,直到干涉条纹开始移动以后,才可开始读数测量。c、 为了延长迈克尔逊干涉仪的使用寿命,以免反射镜长时间受到形变压力,实验完毕,需将反射镜背面的三颗调节螺丝调至自然放松状态。四、实验原理:1、迈克尔逊干涉仪的定域干涉现象: 迈克尔逊干涉仪的光路如图2所示,从准单色光源S发出的光,被平行平面玻璃G1的半反射面A分成互相垂直的两束光(图中的光束(1)和光束(2))。这两束光分别由平面镜M1、M2反射再经由A形成互相平行的两束光,最后通过凸透镜L在其焦面上P点叠加。G2是一块补偿板,其材料的厚度与G1完全相同,且两者严格平行放置。它的作用是补偿光束(2)的光程。因为光束(2)在色散材料G1中只通过一次,而光束(1)在G1中通过三次。只有在放入补偿板后,当M1与M2严格对称于反射面A放置时,光束(1)与(2)对任何波长的光的光程差为零,因此在观察白光干涉条纹时必须 放上补偿板,否则将看不到干涉条纹。设M2’是M2在半反射面A中的虚象,显然光线经M2的反射到达P点的光程与它经虚反射面M2’反射到达P点的光程严格相等,故在焦面上观察到的干涉条纹是由M1及M2’之间的空气层两表面的反射光叠加所产生的。当M1与M2严垂直时,也即M1平行于M2,就会在L的焦面上看到等倾干涉条纹,其形状为一组同心圆,又若L的主光轴与镜面M1垂直,则圆心在焦点F上。光束(1)与(2)在P点的光程差为: ……………………………(1)式中d为M1与M2’间的空气层厚度,i为射向P点的光束(1)与M1法线之间的夹角,干涉级次在圆心处(i=0)最高,若圆心处恰为一亮点,则该点的级次m与d之间的关系为: ………………………………(2)旋转干涉仪上精密丝杆,可使M1沿平直导轨前后平移,当d增大时,干涉环中心级次就会相应增加,于是可观察到干涉环逐个从中心冒出来,反之,当d减小时,干涉环逐个向中心缩进去,每变化1个条纹,(即干涉仪中心由亮→暗→亮或由暗→亮→暗)d就变化 距离。由此可以精密地测量长度或光波波长。 如果M1和M2’靠的很近,且相互间有一个很小的楔角时,即可观察到等厚干涉条纹,条纹定域在空气层上(或在其附近),条纹形状是一组平行于楔棱的直条纹。随着M1与M2’间距离增大,由于入射角的变化带来影响,使条纹弯曲,并凸向楔棱一边,观察等厚条纹时,可直接用眼睛向空气楔调焦,也可用凸透镜将空气楔成象在其共轭面上。2、迈克尔逊干涉仪的非定域干涉现象: 近来由于用激光作光源,故亦可观察到迈克尔逊干涉仪的非定域干涉现象,在图3中,激光通过短焦距透镜L,会聚成一个强度很高的点光源S,同时其发散角增大了许多倍,尔后入射到迈克尔逊干涉仪。A即为G1的半反射面(G1略去未画出),S’是点光源S经过半反射面所成的虚象,S1’是S’经M1所成的虚象,S2’是S’经M2’所成的虚象。显然S1’、S2’是一对相干光源,只要观察屏放在两点光源发出光波的重叠区域内,都能看到干涉现象,故这种干涉称为非定域干涉。观察屏C上任一点P的光强取决于S1’和S2’至该点的光程差: 由于光程差相同点的光强相同,故干涉条纹是一组旋转双曲面与观察屏相交所形成的曲线,其旋转轴就是S1’和S2’的连线。当观察屏C垂直于S1’S2’轴线时,即能看到一组明暗相间的同心圆干涉条纹,其圆心为S1’S2’轴线与屏的交点P0,P0处的光程差 可以证明,屏上任意点的光程差: ………………………(3)式中i为S1’射到P点的光线与M1法线之间的夹角。式(3)与定域情况的(1)式相同。当M1与M2’之间距离d连续改变时,同样可以看到圆心处有条纹向外冒出(或缩进)。故在屏C上将看到一组弧形条纹。四、实验内容:1、观察激光的非定域干涉现象;2、观察定域干涉现象:a、等倾干涉;b、等厚干涉;五、实验步骤:1、 点亮He-Ne激光器,使激光稳定出光半小时侯后再测量。观察部分:2、使He-Ne激光束大致垂直于M2,在C处放一块毛玻璃屏,即可看到两排激光光斑,每排都有几个光点,这是由于G1上与反射面相对的另一侧面的平玻璃面上亦有部分反射的缘故。调节M2背面的三只螺丝,使两排中两个最亮的光斑大致重合,则M2’与M1平行。3、用短焦距透镜扩展激光束,即能在屏上看到弧形条纹,再调节M2镜座下的微调螺丝,可使M2’与M1趋向严格平行,而弧形条纹逐渐转化为圆条纹。4、另一种调节方法是:使细激光束穿过小孔光阑后,再照射到干涉仪的半反射镜上。调节M1使反射回来的一排光斑中最亮点返回小孔光阑,即可使M2’与M1平行。在弧形条纹变为圆条纹的调整过程中,应仔细考察条纹的变化情况,根据条纹形状来判断M2、M1间的相对倾斜,从而确定调节哪几个螺丝,是放松还是拧紧等等。5、改变M2’与M1之间的距离,根据条纹的形状,宽度的变化情况,判断d是变大还是变小,记录条纹的变化情况。解释条纹的粗细、密度和d的关系。6、把毛玻璃放在透镜L的前面,使球面波经过漫反射成为扩展光源(面光源)必要时可加两块毛玻璃。用聚焦到无穷远的眼睛直接观察可以看到的圆条纹。7、接着调节M2的微调螺丝,使眼睛上下左右移动时,各圆条纹的大小不变,而仅仅是圆心随眼睛的移动而移动,这时我们看到的就是定域干涉条纹现象中的等倾干涉条纹了。8、转动M1镜传动系统使M1前后移动,观察条纹变化的规律(和非定域干涉要求相同)。9、 移动M1镜使M1镜与M2’大致重合,调M2的微调螺丝,使M2’与M1有一很小的夹角,视场中出现直线干涉条纹,干涉条纹的间距与夹角成反比,夹角太大,条纹变得很密,甚至观察不到干涉条纹,这时我们看到的就是定域干涉现象中的等厚条纹了。取条纹的间距为1mm左右,移动M1镜,观看干涉条纹从弯曲变直再变弯曲的过程。测量部分:10、调节出等倾干涉条纹后,从某一位置开始缓慢移动M1镜,改变d的大小,并对干涉条纹的变化进行计数,当N≥500时,停止移动记下干涉仪读数窗口的示值△d,则He -Ne激光的波长即为 ,按上述步骤重复三次,计算He-Ne激光的波长。
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λM2′ 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i1 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 44.176857 44.160828 44.145369 44.1297010 44.113826325 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。
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.
迈克尔逊干涉仪
很努力的在找。。。 给个满意吧。。 迈克尔逊干涉仪,是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作,为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。通过调整该干涉仪,可以产生等厚干涉条纹,也可以产生等倾干涉条纹。主要用于长度和折射率的测量,若观察到干涉条纹移动一条,便是M2的动臂移动量为λ/2,等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。在近代物理和近代计量技术中,如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。利用该仪器的原理,研制出多种专用干涉仪。 。。。。。。。。。。。。。。。。。我就是传说中的分界线。。。。。。。。。。。。。。。。。在一台标准的迈克耳孙干涉仪中从光源到光检测器之间存在有两条光路:一束光被光学分束器(例如一面半透半反镜)反射后入射到上方的平面镜后反射回分束器,之后透射过分束器被光检测器接收;另一束光透射过分束器后入射到右侧的平面镜,之后反射回分束器后再次被反射到光检测器上。注意到两束光在干涉过程中穿过分束器的次数是不同的,从右侧平面镜反射的那束光只穿过一次分束器,而从上方平面镜反射的那束光要经过三次,这会导致两者光程差的变化。对于单色光的干涉而言这无所谓,因为这种差异可以通过调节干涉臂长度来补偿;但对于复色光而言由于在介质中不同色光存在色散,这往往需要在右侧平面镜的路径上加一块和分束器同样材料和厚度的补偿板,从而能够消除由这个因素导致的光程差。 在干涉过程中,如果两束光的光程差是光波长的整数倍(0,1,2……),在光检测器上得到的是相长的干涉信号;如果光程差是半波长的奇数倍(0.5,1.5,2.5……),在光检测器上得到的是相消的干涉信号。当两面平面镜严格垂直时为等倾干涉,其干涉光可以在屏幕上接收为圆环形的等倾条纹;而当两面平面镜不严格垂直时是等厚干涉,可以得到以等厚交线为中心对称的直等厚条纹。在光波的干涉中能量被重新分布,相消干涉位置的光能量被转移到相长干涉的位置,而总能量总保持守恒。。。。。。。。。。。。。。。。。。。我依旧是分界线。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 这个主要是测量钠双线的波长差。【实验目的】1.了解迈克尔逊干涉仪的干涉原理和迈克尔逊干涉仪的结构,学习其调节方法。2.调节观察干涉条纹,测量激光的波长。3.测量钠双线的波长差。4.练习用逐差法处理实验数据。【实验仪器】迈克尔逊干涉仪,钠灯,针孔屏,毛玻璃屏,多束光纤激光源(HNL 55700)。【实验原理】1.迈克尔逊干涉仪图1是迈克尔逊干涉仪实物图。图2是迈克尔逊干涉仪的光路示意图,图中M1和M2是在相互垂直的两臂上放置的两个平面反射镜,其中M1是固定的;M2由精密丝杆控制,可沿臂轴前、后移动,移动的距离由刻度转盘(由粗读和细读2组刻度盘组合而成)读出。在两臂轴线相交处,有一与两轴成45°角的平行平面玻璃板G1,它的第二个平面上镀有半透(半反射)的银膜,以便将入射光分成振幅接近相等的反射光⑴和透射光⑵,故G1又称为分光板。G2也是平行平面玻璃板,与G1平行放置,厚度和折射率均与G1相同。由于它补偿了光线⑴和⑵因穿越G1次数不同而产生的光程差,故称为补偿板。从扩展光源S射来的光在G1处分成两部分,反射光⑴经G1反射后向着M2前进,透射光⑵透过G1向着M1前进,这两束光分别在M2、M1上反射后逆着各自的入射方向返回,最后都达到E处。因为这两束光是相干光,因而在E处的观察者就能够看到干涉条纹。由M1反射回来的光波在分光板G1的第二面上反射时,如同平面镜反射一样,使M1在M2附近形成M1的虚像M1′,因而光在迈克尔逊干涉仪中自M2和M1的反射相当于自M2和M1′的反射。由此可见,在迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉与空气薄膜所产生的干涉是等效的。当M2和M1′平行时(此时M1和M2严格互相垂直),将观察到环形的等倾干涉条纹。一般情况下,M1和M2形成一空气劈尖,因此将观察到近似平行的干涉条纹(等厚干涉条纹)。2.单色光波长的测定用波长为λ的单色光照明时,迈克尔逊干涉仪所产生的环形等倾干涉圆条纹的位置取决于相干光束间的光程差,而由M2和M1反射的两列相干光波的光程差为Δ=2dcosi (1)其中i为反射光⑴在平面镜M2上的入射角。对于第k条纹,则有2dcosik=kλ (2)当M2和M1′的间距d逐渐增大时,对任一级干涉条纹,例如k级,必定是以减少cosik的值来满足式(2)的,故该干涉条纹间距向ik变大(cosik值变小)的方向移动,即向外扩展。这时,观察者将看到条纹好像从中心向外“涌出”,且每当间距d增加λ/2时,就有一个条纹涌出。反之,当间距由大逐渐变小时,最靠近中心的条纹将一个一个地“陷入”中心,且每陷入一个条纹,间距的改变亦为λ/2。因此,当M2镜移动时,若有N个条纹陷入中心,则表明M2相对于M1移近了Δd=N (3)反之,若有N个条纹从中心涌出来时,则表明M2相对于M1移远了同样的距离。如果精确地测出M2移动的距离Δd,则可由式(3)计算出入射光波的波长。3.测量钠光的双线波长差Δλ钠光2条强谱线的波长分别为λ1=589.0nm和λ2=589.6nm,移动M2,当光程差满足两列光波⑴和⑵的光程差恰为λ1的整数倍,而同时又为λ2的半整数倍,即Δk1λ1=(k2+)λ2这时λ1光波生成亮环的地方,恰好是λ2光波生成暗环的地方。如果两列光波的强度相等,则在此处干涉条纹的视见度应为零(即条纹消失)。那么干涉场中相邻的2次视见度为零时,光程差的变化应为ΔL=kλ1=(k+1)λ2 (k为一较大整数)由此得λ1-λ2==于是Δλ=λ1-λ2==式中λ为λ1、λ2的平均波长。对于视场中心来说,设M2镜在相继2次视见度为零时移动距离为Δd,则光程差的变化ΔL应等于2Δd,所以Δλ= (4)对钠光=589.3nm,如果测出在相继2次视见度最小时,M2镜移动的距离Δd,就可以由式(4)求得钠光D双线的波长差。4.点光源的非定域干涉现象激光器发出的光,经凸透镜L后会聚S点。S点可看做一点光源,经G1(G1未画)、M1、M2′的反射,也等效于沿轴向分布的2个虚光源S1′、S2′所产生的干涉。因S1′、S2′发出的球面波在相遇空间处处相干,所以观察屏E放在不同位置上,则可看到不同形状的干涉条纹,故称为非定域干涉。当E垂直于轴线时(见图3),调整M1和M2的方位也可观察到等倾、等厚干涉条纹,其干涉条纹的形成和特点与用钠光照明情况相同,此处不再赘述。【实验内容与步骤】1.观察扩展光源的等倾干涉条纹并测波长①点燃钠光灯,使之与分光板G1等高并且位于沿分光板和M1镜的中心线上,转动粗调手轮,使M1镜距分光板G1的中心与M1镜距分光板G1的中心大致相等(拖板上的标志线在主尺32cm位置)。②在光源与分光板G1之间插入针孔板,用眼睛透过G1直视M2镜,可看到2组针孔像。细心调节M1镜后面的3个调节螺钉,使2组针孔像重合,如果难以重合,可略微调节一下M2镜后的3个螺钉。当2组针孔像完全重合时,就可去掉针孔板,换上毛玻璃,将看到有明暗相间的干涉圆环,若干涉环模糊,可轻轻转动粗调手轮,使M2镜移动一下位置,干涉环就会出现。③再仔细调节M1镜的2个拉簧螺丝,直到把干涉环中心调到视场中央,并且使干涉环中心随观察者的眼睛左右、上下移动而移动,但干涉环不发生“涌出”或“陷入”现象,这时观察到的干涉条纹才是严格的等倾干涉。④测钠光D双线的平均波长。先调仪器零点,方法是:将微调手轮沿某一方向(如顺时针方向)旋至零,同时注意观察读数窗刻度轮旋转方向;保持刻度轮旋向不变,转动粗调手轮,让读数窗口基准线对准某一刻度,使读数窗中的刻度轮与微调手轮的刻度轮相互配合。⑤始终沿原调零方向,细心转动微调手轮,观察并记录每“涌出”或“陷入”50个干涉环时,M1镜位置,连续记录6次。⑥根据式(5-8),用逐差法求出钠光D双线的平均波长,并与标准值进行比较。2.观察等厚干涉和白光干涉条纹①在等倾干涉基础上,移动M2镜,使干涉环由细密变粗疏,直到整个视场条纹变成等轴双曲线形状时,说明M2与M1′接近重合。细心调节水平式垂直拉簧螺丝,使M2与M1′有一很小夹角,视场中便出现等厚干涉条纹,观察和记录条纹的形状、特点。②用白炽灯照明毛玻璃(钠光灯不熄灭),细心缓慢地旋转微动手轮,M2与M1′达到“零程”时,在M2与M1′的交线附近就会出现彩色条纹。此时可挡住钠光,再极小心地旋转微调手轮找到中央条纹,记录观察到的条纹形状和颜色分布。3.测定钠光D双线的波长差①以钠光为光源调出等倾干涉条纹。②移动M2镜,使视场中心的视见度最小,记录M2镜的位置;沿原方向继续移动M2镜,使视场中心的视见度由最小到最大直至又为最小,再记录M2镜位置,连续测出6个视见度最小时M2镜位置。③用逐差法求Δd的平均值,计算D双线的波长差。4.点光源非定域干涉现象观察方法步骤自拟。迈克尔逊干涉仪系精密光学仪器,使用时应注意防尘、防震;不能触摸光学元件光学表面;不要对着仪器说话、咳嗽等;测量时动作要轻、要缓,尽量使身体部位离开实验台面,以防震动。
迈克尔逊干涉仪如何用He-Ne调出等倾干涉条纹在调节和测其波长时要注意什么多谢了!!!
首先让激光进入那个牌子中心。然后调节那三个旋钮,拿纸把旁边一个挡住,激光与中心重合,再去调节另外一个同样的方法。调好后拿那个像轮子似的东西调节高度让激光穿过中间,然后就会看到像水波纹类似的像了。。要数50次再记下数据,第一次暗到第二次暗纹为一次吧。按一个方向旋转。。要不误差很大的。我有数据要不。。哈哈。这个有点难做。。。
用迈克尔逊干涉仪测He-Ne激光波长干涉条纹很细是什么原因,如何调成又粗又稀
夹角=波长/(2*条纹间距),很小的一个角不知道你数条纹的目的是什么,如果条纹是静止,然后去数一数一定长度内有多少条条纹,数条纹是为了计算条纹间距的话,数少了,条纹间距增大,波长增大,数多了,波长变小,但是条纹一般都是很多的,少数一条多数一条影响不大
迈克耳孙干涉仪主要用于测量什么
迈克耳孙干涉仪是迈克耳孙最早为研究光速问题而精心设计的一种分振幅装置,它的特点是光源,两个反射面,接受器(观察者)四者在空间完全分开,东西南北各据一方,便于在光路中安插其它器件。利用它可以观察到很多干涉现象,例如等厚条纹,等倾条纹,以及条纹的各种变动情况,也可方便的进行各种精密检测。迈克耳孙正因发明了干涉仪器和光束的测量而获得了1907年诺贝尔物理学奖。
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