球王会官方迈克尔逊干与仪试验报告

　　迈克尔逊干与仪试验报告 一、试验标题：迈克尔逊干与仪 二、试验意图： 1. 了解迈克尔逊干与仪的结构、原理和调理办法； 2. 调查等倾干与、等厚干与现象； 3. 使用迈克尔逊干与仪丈量 He-Ne 激光器的波长； 三、试验仪器： 迈克尔逊干与仪、He-Ne 激光器、扩束镜、调查屏、小孔光阑 四、试验原理（原理图、公式推导和文字说明）： 在图 M2′是镜子 M2 经 A 面反射所成的虚像。调整好的迈克尔逊干与仪， 在规范状态下 M1、M2′相互平行，设其距离为 d.。用凸透镜集聚后的点光源 S 是一个很强的单色光源，其光线 反射后的光束等效于两个虚光源 S1、 S2′宣布的相干光束，而 S1、S2′的距离为 M1、M2′的距离的两倍，即 2d。 虚光源 S1、S2′宣布的球面波将在它们相遇的空间处处相干，出现非定域干与 现象，其干与斑纹在空间不同的方位将可能是圆形环纹、椭圆形环纹或弧形的 干与条纹。通常将调查屏 F 安放在垂直于 S1、S2′的连线′的距 离为 R，屏上干与斑纹为一组同心的圆环，圆心为 O。 设 S1、S2′至调查屏上一点 P 的光程差为δ，则 (R 2d )2 r 2 R2 r 2 R2 r 2 ( 1 4(Rd d 2 ) / R2 r 2 1) （1） 一般情况下 R d ，则使用二项式定理并疏忽 d 的高次项，所以有 R2 r2 4(Rd 2( R 2 d2) r2) 16R2d 2 8(R 2 r 2 )2 2dR R2 r2 1 dr 2 R(R2 r 2 ) （2） 所以 2d cos (1 d sin 2 ) R （3） 由式(3)可知： 1. 0 ，此刻光程差最大， 2d ，即圆心所对应的干与级最高。旋转 微调鼓轮使 M1 移动，若使 d 添加时，能够看到圆环一个个地从中心冒出，而 后往外扩张；若使 d 减小时，圆环逐步缩短，最终消失在中心处。每“冒出”(或 “消失”)一个圆环，相当于 S1、S2′的距离变化了一个波长 巨细。如若“冒 出”(或“消失”)的圆环数目为 N，则相应的 M1 镜将移动Δd，明显： 2d / N （4） 从仪器上读出Δd 并数出相应的 N，光波波长即能经过式(4)核算出来。 2. 关于较大的 d 值，光程差δ每改动一个波长所需的 的改动量将减小， 即两相邻的环纹之间的距离变小，所以，增大 d 时，干与环纹将变密变细。 五、试验进程 -1- 六、试验数据处理（收拾表格、核算进程、定论、差错剖析）： 仪 5 10 -5 mm N=30 平面镜方位 d1 d2 d3 d4 d5 di/mm 48.05109 平面镜方位 d6 48.04014 d7 48.03021 d8 48.01822 d9 48.00849 d10 di/mm 47.99820 47.98761 47.97693 47.96647 47.95611 di di di5 0.05289 0.05253 0.05228 0.05175 0.05238 d5 0.050966 2d5 150 6.795107 m 标 6.328107 m(He Ne) S 1.8106 m 仪 0.00005 mm s2 2仪2 / 75 1108 m (6.795 0.1) 107 m Er 标 标 100% 7.4% 差错剖析 1. 仪器自身轰动。 -2- 2.条纹有宽带。 3.读数的滚轮上面精确度有限。 4.人眼调查误差。 5.波长不是单色有宽度。 6.仪器自身零件间空地。 附：原始数据 -3-