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[实验目的]
1.了解迈克尔逊干涉仪的结构、原理和调节方法 2.利用迈克尔逊干涉仪测量He-Ne激光器的波长 [实验仪器]1.迈克尔逊干涉仪 2.He-Ne激光器 3.扩束镜 4.观察屏 5.小孔光阑 [实验原理]1.迈克耳逊干涉仪的干涉原理(光路图如图1所示) 光源S发出的一束光,从分束镜G1的半反射面K上被分成光强近似相等的反射光束1和透射光束2.反射光束1射出G1后投向反射镜M1,光束2经过补偿板G2投向后边的反射镜,反射回来再通过G2,在半反射面K上反射。于是,这两束相干光在空间相遇并产生干涉,通过人眼可以看到干涉条纹。 补偿板G2的材料和厚度都和分束镜G1相同,并且与分束镜G1平行放置,其作用是为了补偿反射光束1因为G1中往返两次所多走的光程,使干涉仪对不同波长的光可以同时满足等光程的要求。 [数据记录和处理]转动鼓轮,观察到干涉条纹中“吞”“吐”变化。中心每“生成”或“吞进”30个干涉条纹记录一次数据,连续记录6次。 选择M1镜的一个初始位置,作为第一列填入表格,每“生成”或“吞进”30个干涉条纹时M1镜的位置填入表格其它列中。 测量编号123456D(mm)29.7018729.7113529.7201829.7297529.7392029.74865利用逐差法,根据上面的数据算出三组差值,并填入下表 测量编号123ΔD(mm)0.027880.027850.02847 [数据处理](利用逐差法处理数据,根据相应公式计算He-Ne激光的波长。保留中间计算过程) [结果表达]利用逐差法处理数据,计算得出该实验中He-Ne激光的波长为λ= 623.70 (nm) [思考题]1.利用迈克耳孙干涉仪测量单色光的波长时,如何改变两束光的光程差? 在迈克尔孙干涉仪的2M镜前插入一厚度为d的薄玻璃片,则相应的广场差变化为2(n-1)d=ΔNλ 2.利用迈克耳孙干涉仪测量单色光的波长时,条纹中心每“吞”进(或“吐”出)一个圆形条纹,到达该处的两束光的光程差变化多少? 光程差 δ = 2n0cos θ n0 = 1 光程差 δ = 2dcos θ * 10-6mm 3、在测量之前如何调整微动鼓轮的零点对齐?若不调整零点对齐,测量数据时会造成什么影响(可以举例说明)。 转动微动鼓轮时,粗动轮随着转动,但转动粗动轮时,鼓轮并不随着转动。因此在读数前应先调整零点。 方法如下;将鼓轮沿某一方向旋转至零,然后以同方向转动粗动轮使之对齐某一刻度。 |
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