迈克尔逊干涉仪实验报告

一、实验目的：1.掌握迈克尔孙干涉仪的原理及调节方法。2.测定激光波长。二、实验原理：1.仪器的构造：图40-1为干涉仪实物图，图40-2为其光路示意图。其中M1和M2为两平面反射镜，M1可在精密导轨上前后移动，而M2是固定的，P1是一块平行平面板，板的第二表面（靠近P2的面）涂以半反射膜，它和全反射镜M1成45度角。P2是一块补偿板，其厚度和折射率和P1完全相同，且与P1平行，它的作用是补偿两路光的光程差，使两束光分别经过厚度和折射率相同的玻璃三次。从而白光实验中，可抵消光路中分光镜色散的影响。放松刻度轮止动螺钉⑧，转动刻度轮⑦，可使反射镜M1沿精密导轨前后移动，当锁紧止动螺钉⑧，转动微量读数鼓轮⑨时，通过蜗轮蜗杆系统可转动刻度轮，从而带动M1微微移动，微量读数鼓轮最小格对应值为-410mm，可估读到-510mm，刻度轮最小分度值为-210mm，M1的位置读数由导轨上标尺，刻度轮和微量读数鼓轮三部分组成。反射镜M2背后有三个螺钉，用以粗调M2的倾斜度，它的下方还有两个互相垂直的微调螺丝，以便精确调节M2的方位。2.等倾干涉当M1和2'M互相平行时。，得到的是相当于平行平面板的等倾干涉条纹，其干涉图样定位于无限远，如果在E处放一块聚透镜，并在其焦平面上放一屏，则在屏上可观察到一圈圈的同心圆。对于入射角i相同的各束光如图所示，其光程差均为idcos2，对于k级亮条纹，满足kidcos2，在同心圆的圆心处i=0,干涉条纹的级数最高，此时有kd2。当移动M1使间隔d增加，我们可以看到中心条纹一个一个向外外冒出，而当d减小时，中心条纹将一个一个的缩进去，没冒出或缩进一个条纹，d就增加或减少了2，如果测出M1移动的距离△d，数出相应的冒出或缩进的条纹个数△k，就可以计算出光源的波长：△k△d2。三、实验仪器：迈克尔孙干涉仪，激光器，电源，小孔光阑，扩束镜，毛玻璃屏。四、实验内容和步骤：①调节激光器的位置及高度，使激光射在各反光镜的中央位置并且使反射回来的激光射回激光出发点位置附近。②放置扩束镜，使激光通过扩束镜并且毛玻璃屏上可以观察到亮点。③调节M2后面的螺钉，直到毛玻璃屏上两个较量的光点重合。④调节微量读数鼓轮，直至条纹稳定冒出或缩进，再记录M1位置，作为1X。⑤继续调节微量读数鼓励，每冒出或缩进10个条纹记录一个数据，直到20X。⑥进行数据处理，计算出激光波长。五、实验数据与处理：10△d1111XX0.0031910△d2122XX0.0031210△d3133XX0.0032310△d4144XX0.0032210△d5155XX0.0032110△d6166XX0.0032410△d7177XX0.0032210△d8188XX0.0032210△d9199XX0.0032010△d102010XX0.0032610△d△d△d△d△d△d△d△d△d△dd△10987654321=0.00321△kd△2642nm110d△△d△101i2iA=0.0000200001.0△B00002.0△△2B2AUmm=20nmnm20642%11.3ur六、误差分析：人为导致误差：①读数估读时可能有误差。②在数冒出或缩进时可能会没数准确导致误差。③实验过程中桌面晃动较大，对数条纹圈数影响较大。仪器导致的误差：①只能精确到-510。②仪器存在空程误差。七、思考题：1.如果在实验过程中条纹已经冒出或缩进了多于10圈，可以往回调节微量读数鼓轮吗？如果不可以是为什么?应该怎么做？答：不可以往回调节微量读数鼓轮，因为齿轮之间存在空程误差。解决办法：重新调节微量读数鼓轮，直至条纹稳定冒出或缩进，再进行下一步。八、附上原始数据：