球王会官方迈克尔逊干与仪丈量光波波长

　　光学试验 迈克尔逊干与仪 系列试验 姑苏大学物理试验教学中心 一、试验意图及要求 光学试验 迈克尔逊干与仪 迈克尔逊干与仪的结构、调整和使 用办法； 加深干与原理的了解； 丈量钠光波长及钠黄光波长差； 使用白光干与丈量薄膜折射率； 空气折射率的测定。 姑苏大学物理试验教学中心 二、试验仪器 光学试验 迈克尔逊干与仪 迈克耳逊干与仪的历史背景 迈克耳逊（Albert Abrham Michelson ,1852 -1931），著 名的试验物理学家。因其在光学精细仪器、光谱学与计量 学研讨所作的奉献于1907年获诺贝尔物理学奖。 1883年美国物理学家迈克耳逊和莫雷协作，为研讨 “以太”漂移试验而规划制造出来的精细光学仪器。试验 成果否定了以太的存在，处理了其时关于“以太”的争辩， 并为爱因斯坦发现相对论供给了试验依据。 姑苏大学物理试验教学中心 二、试验仪器 光学试验 迈克尔逊干与仪 调查孔 迈 克 尔 逊 干 补偿板 涉 仪 分光板 光源 反射镜M1 反射镜M2 姑苏大学物理试验教学中心 三、试验丈量原理 光学试验 迈克尔逊干与仪 等倾干与原理 (n2 n1，薄膜上下外表平行) 2与3的光程差为： n2 ( AB BC ) n1 AD 2 2en2 cos 2 2e n22 n12 sin2 i 2 P S 1 2 n1 iD 3 L i A C n2 e n1 B 2k 2 2( k 1 ) 2 ( k 1,2, ......) 加强 明纹 ( k 0 ,1,2, ......) 削弱 暗纹 姑苏大学物理试验教学中心 三、试验丈量原理 光学试验 迈克尔逊干与仪 2e n22 n12 sin2 i 2 干与条纹的级次k仅与倾角i 有 关，点光源S宣布的光线中，具有 同一倾角的反射光线集聚干与，形 成同一级次圆环形干与条纹，称为 等倾干与条纹。 a a L S i P b b 条纹中心处，入射角i=0 2en2 2 对应条纹级次最高。 i i M n1 n 姑苏大学物理试验教学中心 三、试验丈量原理 光学试验 在迈克尔逊干与仪中发生的干 涉相当于厚度为d 的空气薄膜所产 生的干与，当M1与M2笔直时，即 d M1与M2′平行时，能够调查到等倾 干与条纹。中心处两束相干光的 S 光程差为： 2d M2（M2的像） M1 1 1 G G M2 2 2 2 1 姑苏大学物理试验教学中心 三、试验丈量原理 光学试验 迈克尔逊干与仪 若中心处为明条纹，则 1 2d k2 若改动反射镜的方位，使 中心仍为明条纹，则 2 2( d d ) k2 d 1 2 (2 1 ) 1 2 ( k2 k1 ) 1 2 k 2d k 只需测出干与仪中M1移动的距 离?d,并数出相应的“吞吐”环 数?k,就可求出λ. 姑苏大学物理试验教学中心 四、试验数据要求 光学试验 迈克尔逊干与仪 每间隔50条条纹记载数据 d1 1 d 2 d d 2 2d k 50 3 k 4 5 6 7 姑苏大学物理试验教学中心 四、试验数据要求 光学试验 迈克尔逊干与仪 简略求解不确定度 先核算?d的不确定度? A ( d1 d )2 ( d2 d )2 ( d7 d )2 mm 7 (7 1) B 0.0001 mm , 3 A2 B2 再核算λ的不确定度?λ 2 k k 50 姑苏大学物理试验教学中心 五、试验注意事项 光学试验 迈克尔逊干与仪 有必要了解仪器的操作和使用办法后刚才可开端试验。 为了使丈量成果正确，有必要防止引进空程，应将手轮按原方向转几圈， 直到干与条纹开端均匀移动后，才可丈量。 在调理和丈量过程中，一定要十分仔细和耐性，滚动手轮时要缓慢、 均匀，切忌用力过猛。 轻拿轻放，防止使光学仪器或元件受到冲击或轰动、摔落。 切忌用手接触元件的光学外表，应拿取磨砂面或边际。 不能对着光学元件说话、咳嗽、打喷嚏。 肯定不许用手接触各光学元件，光学外表有尘埃或污痕，可用镜头纸、 丙酮进行处理，切忌用手、衣服等。 试验结束，数据经查看后方可撤除光路，收拾仪器，全部复位。 姑苏大学物理试验教学中心 问题 1 光学试验 迈克尔逊干与仪 动镜移动时，条纹改变有何规则？ 光程差减小，条纹堕入； 光程差增大，条纹冒出。 姑苏大学物理试验教学中心 问题 2 光学试验 迈克尔逊干与仪 动镜移动时，条纹清晰度改变有何规 律？ 光程差减小，清晰度进步； 光程差增大，清晰度减小。 姑苏大学物理试验教学中心 问题 3 光学试验 迈克尔逊干与仪 条纹清晰度改变发生原因？ 钠黄光存在两种波长成分。 依据条纹清晰度近周期改变 丈量钠黄光波长差 姑苏大学物理试验教学中心 考虑 光学试验 迈克尔逊干与仪 迈克尔逊干与仪还有没有其它的用 途？ ? 迈克耳逊干与仪的两臂中便于插放待测样 品，由条纹的改变丈量有关参数，精度高。 ? 两臂中放入空气柱，依据气压与空气密度 的联系，依据条纹的移动，丈量空气密度与 空气折射率的联系。 姑苏大学物理试验教学中心 考虑 光学试验 迈克尔逊干与仪 迈克尔逊干与仪还有没有其它的 用处？ ? 调出白光干与条纹 （发生条件？怎么调理？） ? 在光路中参加通明薄膜，移动动镜，从头 调出干与条纹，依据动镜移动间隔，计算 出薄膜折射率。 ? 在光路中参加空气柱 ，将空气柱逐步抽 真空， 依据干与条纹的吞吐个数，计算