迈氏干涉仪测铜的热膨胀.docx

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1、迈克尔逊测量铜的热膨胀实验目的：借助迈克尔逊干涉仪装置中的两个镜，光线被引进干涉仪。通过改变一个支路的过程，测量铜的膨胀系数实验原理：借助迈克尔逊干涉仪测量黄铜的热膨胀。当环境温度的改变会带来固体的长度变化，从而导致干涉仪的其中i路的光程发生变化，从而引起干涉条纹的吞吐用分离元件搭建迈克尔逊干涉仪，其中一个反射镜镜与待测的金属杆相连，当环境温度变化时，即将光程差引入光路。实验设备：光学平台氢敏激光调整支架反射镜干板夹5:5的分束器f=20mm的透镜白屏带测试杆的加热设备电源数字万用表热电偶数字式温度测量仪实验步骤：一一开始时透镜1不需要放入光路中。一一使用M1和M2,调整光路，使光线沿y、X轴

2、传播。一一中间装有黄铜杆的加热装置已固定在磁性基座中，它的一端旋上的是平面镜M3.另一端是与加热电源相连，在调整光路的过程中，不许开启加热电源，以免温度过高，对人身和仪器造成伤害。一一将加热装置放置到干涉仪的光路中。平面镜M3应与光线垂直，且反射到M2上的光点与原有的光点重合。放置分束镜BS,其金属面朝向M2,使一部分光沿原方向入射到镜M3,另一部分沿垂直方向入射到镜M4o对M4进行细调。使光屏上的光点重合。一一放置扩束镜1,在屏上应该显示出干涉环，微调M4,使干涉图样中的圆环中心位于光场的中心。一一将热电偶的探头保护套旋下，并将探头从样品的后端插入，要保证其插入到位。小心！探头受力后易变形。

3、一一开启加热电源，调节电压，控制串入的数字万用表上所显示的电流值，保证电流值为。此时，显示样品温度在上升。观测热电偶的温度值，要求最高温度不超过45,然后关闭电源，停止加热，一直要等到显示的温度值呈现下降的趋势。一一当数字温度计显示一个新值时（如40）,即可以对条纹的改变量（最大2030）开始计数，直到另外一个温度值。记录下温度的变换范围和相应的条纹改变值。要求记录5组数据。一实验结束后，将热电偶的探头从样品的后端移出，并旋上保护套。数据处理：AJA依据公式。=/=-其中/（）=5c2=63.8m2aio1010io10取平均值可得：与参考值a=17.8510-6r,比较可知，试验结果相差较大

4、。误差分析：1 .实验中铜的热膨胀绝对值很小，约为10一7加量级，改变量极小的情况下，实验结果极容易出现较大偏差。2 .光学实验的仪器相对精密，同样的，微小偏差可以造成实验结果的较大偏离，本次实验中，由于镜片上的指纹，破损，以及仪器固定不牢问题，导致干涉条纹效果不甚明显，吞吐过程中条纹抖动极为明显，对读取造成严重影响，这可能是实验结果偏离的主要原因。3 .调节光路过程中，由于连接铜丝的平面镜没有调节俯仰角的功能，对调节过程造成很大困难，最终通过另一个平面镜的调节来达到要求的结果，但是光路的横平竖直被破坏，在屏上的干涉条纹并不是很好，这对实验结果有一定影响。试验总结：此次实验做的跌宕起伏，几欲让人发痂，仪器本身的原因对光路调节的影响对实验者造成极大困扰，但是最终在老师的协助下，调节出了所需的干涉条纹,对耐心是很好的磨练。