用邁克爾遜干涉儀測量光波的波長實驗報告

1、-、名稱：用邁克爾遜干涉儀測量 光波的波長歐陽引擎(2021.01.01)目的：1、了解邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)和干涉條紋的形成原理。2、通過觀察實驗現(xiàn)象，加深對干涉原理的理解。3、學(xué)會邁克爾遜干涉儀的調(diào)整和使用方法。4、觀察等傾干涉條紋，測量激光的波長。四、實驗器材：邁克爾遜干涉儀、He-Ne激光。五、原理:邁克爾遜干涉儀光路如圖所 示。當(dāng)岡和億嚴(yán)格平行時，所得的干涉為等傾干涉。所有傾角為i $的入射光束，由冏和幅反射反射 光線的光程差均為McM,式中i 為光線在冋鏡直的入射角，d為空氣薄膜的厚度，它們將處于同一級干涉條紋， 并定位于無限遠(yuǎn)。這時，圖中E處，放一合聚透鏡，在其共焦 平廂上，便可觀

2、察 到一組明暗相間的同心圓紋。干涉條紋的級次以中心為最高，在干涉紋中心，應(yīng)為i=0,由圓環(huán)中心出現(xiàn)亮點的條件是 =綬，得圓心處干涉條紋的級次 兄O當(dāng)冋和M2的間距d逐漸增大時，對于任一級干涉 條紋，例如第k級，必定以減少其COSL的值來滿足2cos紇 故該干涉條紋向匸變大（8兒變?。┑姆较蛞苿樱聪蛲鈹U展。 這時，觀察者將看到條紋好像從中心向外“涌出”；且每當(dāng)間A距d增加亍時，就有一個條紋涌出。反之，當(dāng)間距由大逐漸變 小時，最靠近中心的條紋將一個個“陷入”中心，且每陷入一個條紋，間距的改變亦為亍。因此，只要數(shù)出涌出或陷入的條紋數(shù)，即可得到平面鏡冏 以波長A為單位而移動的距離。顯然，若有N個條紋

3、從中心涌.A/ = N 出時，則表明冋相對于M2移動了2,已知岡移動的距離和干涉條紋變動的數(shù)目，便可確定光波的波長。六、步驟：1、儀器設(shè)計成微動鼓輪轉(zhuǎn)動時可帶動粗動手輪轉(zhuǎn)動，但粗動 手輪轉(zhuǎn)動不能帶動微動鼓輪轉(zhuǎn)動（它只帶動Ml鏡運動），為防止粗動手輪與 微動鼓輪讀數(shù)不一致而無法讀數(shù)或讀錯數(shù)的情況出現(xiàn)（如粗動輪指整刻度處，而微動輪不指在零刻度處），在讀數(shù)前應(yīng)先調(diào)整零點。方法如下：將微動輪沿某一方 向（例如順時針方向）旋轉(zhuǎn)至零，然后以同方向轉(zhuǎn)動粗動輪使之對齊某一刻度。 之后測量過程中只能仍以同方向轉(zhuǎn)動微動輪，使Ml鏡移動，不得再轉(zhuǎn)動粗動 輪，這樣才能使微動輪與粗動輪兩者讀數(shù)相互吻合。2、為了使測量結(jié)

4、果正確，必須避免引入空程誤差，也就是 說，在調(diào)整好零點以后，應(yīng)將微動輪按原方向轉(zhuǎn)幾圈，直到干 涉條紋開始移動以后，才可開始讀數(shù)測量。為了消除空程誤 差，調(diào)節(jié)中，粗調(diào)手輪和微調(diào)鼓輪要向同一方向轉(zhuǎn)動；測量讀 數(shù)時，微調(diào)鼓輪也要向一個方向轉(zhuǎn)動，中途不得倒轉(zhuǎn)。這里所 謂“同一方向”，杲指始終順時針，或始終逆時針旋轉(zhuǎn)。3、用逐差法進行數(shù)據(jù)處理，表格自擬。七、記錄:讀數(shù)位置/mm起點第50環(huán)第100環(huán)第130環(huán)第200環(huán)第250環(huán)第300環(huán)第350環(huán)第400環(huán)Adi- dzsodso 二2d：二 do一di =X匸 &二 ds5Odl5O =入3二d；= d iood：oo 二2七、數(shù)據(jù)處理:nd = N Z = 2 川 =632.7/7/n由 2可得： NA =人5+入+兒=&32.7+ 631.7+ 647.1 + 639.1 =工伽標(biāo)準(zhǔn)偏差為:(637.7-632.7)2 + (637.7 -631.7)2 + (637.7 -647.1 )2 + (637.7 -639.1 )2,=1.243 x 10 m(/?-!)V4x3波長的絕對誤差為 = |2-