迈克耳孙干涉仪3.docx

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1、实脍想告胜名:骆涛学号：PB06210288/蒯:0611速号：12实般题耳：迈克耳孙干涉仪实龄目的：了解迈克耳孙干涉仪的原理、结构和调节方法，观非定域和定域干涉条纹，测量氮颊激光的波长。迈克耳孙干涉仪原理图实险原理：1 .迈克耳孙干涉仪的结构和原理G2是一面镀上半透半反膜，MhM2为平面反射镜，M1是固定的，M2和精密丝相连，使其可前后移动，最小读数为10-4mm,可估计到105mm,Mi和M2后各有几个小螺丝可调节其方位。光源S发出的光射向G2板而分成1、2两束，这两束光又经Mi、M2反射，分别通过G2的两表面射向观察处，相遇而发生干涉，G1作为补偿板的作用是使1、2两束光的光程差仅由Mi

2、、M2与G2板的距离决定。2 .点光源产生的非定域干涉一个点光源S发出的光束经反射后，相当于由两个虚象S、S2发出的相干光束。若原来M、知2的距离为h，若P点在某一干涉条纹上，则却、S2到达该条纹任意点（包括P点）的光程差为=(Z+2)2+/?2-Z2/?2=Z2+/?2(1+4z+4)-1Z+R-I1由于h（Z,所以A=2zcos5（1+,sin25）由此得M=%-4=g（4-）=成，即M、知2之间的距离每改变半个波长，其中心就“生出”或“消失”一个圆环，只要读出干涉仪中M移动的距离M和数出相应吞进（或吐出）的环数就可以求得波长。实脍佝客：1.测量He-Ne激光的波长逆时针转动微动手轮，中心

3、每“吞进”50个条纹，记下对应的h,如下表:n（环数）050100150200h/mm35.1484035.1644035.1803235.1962735.21212n（环数）250300350400450h/mm35.2280235.2439535.2599235.2759035.29180作出h-n曲线如下:n（环数）下面用最小二乘法处理数据：设力=%+机，则=NZ(也)-Zqw%m-NZnFni)2_n*h-nh相关系数为r=一_2y(n2n)(2h)式中N=IO,Z4=2250,Z%=352.2011,A/=712500,Z(44)=79310.95,力=225,A=35.22011,

4、/=71250,A1=124().458,新=7931.095,1T徂1079310.95-2250352.2011ia.4市入上式得m=；=3.185610mm；107125-22502后平万妹心7931.095-22535.220111八Qs相关性系数为r=1.06319(71250-2252)(1240.458-35.220112)%=JKJ7(N-2).帆=斜率m的标准差为(1!_-)(10-2)3.1856104=3.825IO-5ww1.063192查表得I。95=2.26,k095=1.96C=3,仪=IO5mm从而m的不确定度为所以m可Uo.95(m)=y1u+uB=J(f()

5、957)2+(951-3.825x10-2八105、CC1N=(2.26f=)+(1.96)=2.8110mtnio3表示为m=(3.180.28)X1()7加再由M=g义得;4=帆所以2=6.36C095()=2U095(=5.62X10-，nun从而波长为2=(6.360.56)10-4w?一；P=0.95实舱总辂,1 .迈克耳孙干涉仪的的设计原理很巧妙：通过反射等效为M和的虚象引起的干涉，可方便地改变空气“薄膜”的厚度，甚至可以重叠和相交。2 .本实验所用仪器的精度很高，可以精确到Ioym机，同时每次测量吞（或吐）50个条纹的h值，大大的降低了读数造成的误差，所以本实验精度很高。3 .用

6、最小二乘法处理数据是一种行之有效的方法，不仅可以求出离各测量点距离平方和最小的直线，还可以判断两个量之间的线性相关程度。思考兼1 .测He-Ne激光波长时，要求n尽可能大，为什么？测量数据的处理方法是什么？答：由于受到测量长度仪器的精度的限制，单次测量的误差很大，所以采用累积放大法，要求n尽可能大，使所测距离增大，由于仪器精度一定，所以相对误差会减小。测量氮强激光波长时数据处理用最小二乘法，而本次实验测量透明薄片折射率数据处理用列表法。2 .如果去掉干涉仪中的补偿板，对哪些测量有影响？哪些测量无影响？答：对测量透明薄片折射率没有影响。可以用空气光程进行补偿，若M1M新反射的光的程差为1,则在d=回/2附近，对各种光的波长来说，其光程差均为人/2,会出现中央黑纹，但由于空气和玻璃的色散不同，两旁彩色条纹会有变化，但不影响对中央黑纹的观察。另外，对测氮就激光的波长不会有影响，对测钠黄光波长、钠黄光双线波长差、钠光的相干长度会有影响。