《花地毯》課件下載

實驗4.8邁克耳遜干涉儀的調(diào)整和使用

常州工學院物理實驗中心實驗4.8邁克耳遜干涉儀的調(diào)整和使用常州工學院

Albert

Abraban

Michelson(1852-1931)

邁克爾遜干涉儀是1883年美籍德國物理學家邁克爾遜和莫雷為研究“以太”漂移而設(shè)計制造的精密光學儀器。歷史上，邁克爾遜---莫雷實驗結(jié)果否定了“以太”的存在，為愛因斯坦建立狹義相對論奠定了基礎(chǔ)。邁克爾遜因在物理學發(fā)展史上的貢獻，獲得了1907年諾貝爾物理學獎。

Albert

Abraban

Michelson(185最初的邁克爾遜干涉儀最初的邁克爾遜干涉儀【實驗?zāi)康摹苛私膺~克耳遜干涉儀的原理和結(jié)構(gòu)；掌握邁克耳遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用方法；理解干涉條紋的特點和變化規(guī)律，加深對干涉現(xiàn)象的理解；測量單色光的波長?！緦嶒?zāi)康摹苛私膺~克耳遜干涉儀的原理和結(jié)構(gòu)；1－主尺2－反射鏡調(diào)節(jié)螺絲3－移動反射鏡M24－分光板G1

5－補償板G2 6－固定反射鏡M17－讀數(shù)窗8－水平微調(diào)螺絲9－粗調(diào)手輪與微調(diào)手輪10－觀察屏11－底座水平調(diào)節(jié)螺絲邁克耳遜干涉儀實物圖1－主尺邁克耳遜干涉儀實物圖光路調(diào)節(jié)移去觀察屏，用眼睛直接觀察由兩個平面鏡反射產(chǎn)生的兩排光點，仔細調(diào)節(jié)兩平面鏡背后的三個微調(diào)螺釘，使兩排光點中最亮的光點完全重合光路調(diào)節(jié)移去觀察屏，用眼睛直接觀察由兩個平面鏡反射產(chǎn)生的兩排干涉儀的讀數(shù)方法

主尺讀數(shù)窗微調(diào)手輪讀數(shù)為：47.20280mm干涉儀的讀數(shù)方法主尺讀數(shù)窗微調(diào)手輪讀數(shù)為：47.20280光路示意圖光路示意圖條紋特點1.若M

1、M2平行等傾條紋2.若M1、M'2有小夾角當M1和M'2不平行，且光平行入射,此時為等厚條紋3.若M1平移

d時，干涉條紋移過N條，則有條紋特點1.若M1、M2平行等傾條紋2.若M1、M'2干涉條紋干涉條紋等傾干涉圖樣變化d減小d增加等傾干涉圖樣變化d減小d增加【實驗原理】相干光S1A和S2A的光程差：對O點處的明紋有：Δ＝2d＝kλ因此【實驗原理】相干光S1A和S2A的光程差：對O點處的明紋有：邁克爾孫干涉儀原理演示點擊圖標播放邁克爾孫干涉儀原理演示點擊圖標播放【實驗步驟】一、邁克耳遜干涉儀的調(diào)整1、調(diào)節(jié)粗動輪，使得兩平面鏡到分光板的距離大致相等；2、打開激光光源，可看到分別由M1和M2反射至屏的兩排光點，每排四個，中間兩個比較亮，旁邊兩個比較暗。調(diào)節(jié)M1和M2背面的三個螺釘，使兩排光點重合，這時M1與M2大致互相垂直；3、觀察條紋變化。轉(zhuǎn)動粗調(diào)手輪，可看到條紋的“冒出”或“縮進”。判別M1，M2之間的距離d是變大還是變小。二、測量激光波長選擇能見度較好、中心為亮斑或暗斑的干涉條紋，記下M1鏡的初始位置讀數(shù)d0，繼續(xù)沿原方向轉(zhuǎn)動微調(diào)手輪，每“縮進”（或“冒出”）50個圓環(huán)干涉條紋就記錄一次M2鏡的位置讀數(shù)d，連續(xù)觀察450個圓環(huán)干涉條紋，可測得10組數(shù)據(jù)。取圓環(huán)干涉條紋改變量N=250，用逐差法處理數(shù)據(jù)，并求得激光的波長。【實驗步驟】一、邁克耳遜干涉儀的調(diào)整【數(shù)據(jù)處理】Δ儀＝

mm，N＝

條紋移動數(shù)050100150200M2反射鏡位置d1/mm條紋移動數(shù)250300350400450M2反射鏡位置d2/mm/mm/mm邁克耳遜干涉儀測量數(shù)據(jù)表【數(shù)據(jù)處理】Δ儀＝mm，N＝【思考題】數(shù)干涉條紋時，如果數(shù)錯一條，會給測量值帶來多大的誤差？測激光波長時，要求條紋改變量N盡可能大，為什么？對測得的數(shù)據(jù)應(yīng)采用什么方法進行處理？邁克耳遜干涉儀觀察到的圓條紋和牛頓環(huán)的圓條紋有何本質(zhì)區(qū)別？【思考題】數(shù)干涉條紋時，如果數(shù)錯一條，會給測量值帶來多大的誤實驗中，請勿正視激光光源，以免損傷眼睛。儀器上的光學元件精度極高，不要用手撫摩或讓贓物沾上。傳動機構(gòu)相當精密，使用時要輕緩小心。測量過程中，由于儀器存在空程差，一定要條紋的變化穩(wěn)定后才能開始測量。而且，測量一旦開始，微調(diào)鼓輪的轉(zhuǎn)動方向就不能中途改變?！咀⒁馐马棥繉嶒炛校埼鹫暭す夤庠?，以免損傷眼睛?！咀⒁馐马棥俊靖戒洝考す馄髯V線波長（nm）激光器譜線波長（nm）氦氖激光632.8二氧化碳激光10.6釹激光1.351.341.321.060.91紅寶石激光694.3693.4510.0360.0氦鎘激光441.6325.0氬離子激光528.751