1、實驗六邁克爾遜干預儀的調理和使用解讀實驗六邁克爾遜干預儀的調理和使用解讀12/12實驗六邁克爾遜干預儀的調理和使用解讀實驗五邁克爾遜干預儀的調理和使用一、實驗目的1認識邁克爾遜干預儀的結構原理,掌握邁克爾遜干預儀的調理方法；2學會調理非定域干預、等傾干預、等厚干預和白光干預條紋,研究這幾種干涉條紋形成的條件和條紋特色,變化規律及相互間的差別；3學會用邁克爾遜干預儀測定光波波長。二、實驗儀器邁克爾遜干預儀、氦氖激光器、擴束透鏡、毛玻璃等。圖1邁克爾遜干預儀光路三、實驗原理1邁克爾遜干預儀的原理圖1是邁克爾遜干預儀的光路表示圖，圖中M和M是在相互垂直的兩臂上擱置的兩個平面反射鏡，此中M是固定的；M

2、由精巧絲桿控制，可沿臂軸前、后挪動，挪動的距離由刻度轉盤(由粗讀和細讀2組刻度盤組合而成讀出。在兩臂軸線訂交處，有一與兩軸成45角的平行平面玻璃板p1，它的第二個平面上鍍有半透（半反射）的銀膜，以便將入射光分紅振幅湊近相等的反射光和透射光，故p又稱為分光板。p也是平行平面玻璃板，與p平行擱置，厚度和折射率均與p相同。因為它賠償了光芒和因穿越p次數不一樣樣而產生的光程差，故稱為賠償板。從擴展光源S射來的光在p處罰紅兩部分，反射光經p反射后向著M行進，透射光透過p向著p行進，這兩束光分別在p、p上反射后逆著各自的入射方向返回，最后都達到E處。因為這兩束光是相關光，所以在E處的察看者便可以看到干預條

3、紋。由M反射回來的光波在分光板p的第二面上反射時，憂如平面鏡反射相同，使M在M周邊形成M的虛像M，所以光在邁克爾遜干預儀中自M和M的反射相當于自M和M的反射。所以可知，在邁克爾遜干預儀中所產生的干預與空氣薄膜所產生的干預是等效的。當M和M平行時(此時M和M嚴格相互垂直，將察看到環形的等傾干預條紋。一般狀況下，M和M形成一空氣劈尖，所以將察看到近似平行的干預條紋(等厚干預條紋。2單色光波長的測定用波長為的單色光照明時，邁克爾遜干預儀所產生的環形等傾干預圓條紋的地點取決于相關光束間的光程差，而由M和M反射的兩列相關光波的光程差為?(1此中i為反射光在平面鏡M上的入射角。關于第k條紋，則有(2當M和

4、M的間距d漸漸增大時，對任一級干預條紋，比方k級，必定是以減少cosi的值來知足式（2）的，故該干預條紋間距向i變大(cosi值變小的方向挪動，即向外擴展。這時，察看者將看到條紋憂如從中心向外“涌出”，且每當間距d增添/2時，就有一個條紋涌出。反之，當間距由大漸漸變小時，最湊近中心的條紋將一個一個地“墜入”中心，且每墜入一個條紋，間距的改變亦為/2。所以，當M2鏡挪動時，如有N個條紋墜入中心，則表示M相關于M移近了(3?反之，如有N個條紋從中心涌出來時，則表示M相關于M移遠了相同的距離。假如精準地測出M挪動的距離d，則可由式(3計算進出射光波的波長3儀器介紹（1）邁克爾遜干預儀的結構：圖2-2

5、2-1WSM100邁克爾遜干預儀實驗中所使用的WSM100邁克爾遜干預儀，其結構如圖1所示。固定反射鏡10，它傾角可以經過在它反面的三個調整螺絲進行粗調，細調時，分別用1和4經過彈簧改變在水平易垂直方向上的傾角?？膳矂臃瓷溏R9，它的傾角調整也是經過其反面的三個螺絲進行，但它沒有細調?？膳矂臃瓷溏R是安裝在一個滑塊上，經過絲杠的轉動可以使滑塊沿導軌前后挪動。動鏡的挪動距離毫米數可在機體側面的毫米刻尺（17）上直接讀得；粗調手輪（2）旋轉一周，拖板挪動1毫米,即動鏡挪動1毫米，同時，讀數窗口（11）內的-2鼓輪也轉動一周，鼓輪的一圈被均分為100格，每格為10毫米，讀數由窗口上的基準線指示；微調手輪

6、（3）每轉過一周，拖板挪動0.01毫米，可從讀數窗口中-4看到讀數鼓輪挪動一格，而微調鼓輪的周線被均分為100格，則每格表示為10毫米。最后讀數應為上述三者之和，加上估讀一位，可讀到。分束鏡18和賠償板12，以及固定反射鏡10是安裝在一個固定架上，這個固定架又與導軌固定在一同，使得整個光路處在一個比較堅固的狀態。導軌是固定在底座7上，底座由三個底角6支撐，可以經過調整螺絲調理整個儀器的水平。（2）激光器：特色：單色性好，方向性強，相關性好，亮度高。結構：陽極（桿狀）、陰極（鋁質圓筒）、諧振腔（雙側有高反射率的反射鏡、腔內按必定比率充有氦氣和氖氣）。主要技術參數：輸出波長，光束發射角，觸發電壓，

7、工作電壓，輸出功率：，最正確工作電流。四、實驗內容與步驟1邁克爾遜干預儀的調理1）利用水平調理螺絲，調干預儀水平；2）調整激光束與干預儀的光路大概垂直；目測：激光管中心軸線大概垂直于定鏡；調理：翻開激光器，調定鏡背后的三顆滾花螺絲使定鏡反射的光束，返回激光發射孔（可以不作要求，一般目測便可以了）。（3）旋轉粗著手輪，使動鏡和定鏡到鍍膜面的距離大概相等（4）調調換鏡反面的三顆螺絲（有時還需要調定鏡反面的三顆螺絲），使察看屏上兩個最亮的光點完滿重合。（5）察看等傾干預條紋：在光路中加進凸面鏡并調整之，讓激光束經過透鏡中心。此時察看屏上出現干預條紋（不用然是圓形，可能是弧形），此后細調垂直拉簧、水平

8、拉簧（有時還需調理動鏡或定鏡反面的三顆螺絲），屏上可出現干預圓環。2丈量激光的波長（1）調零因轉動微調鼓輪時，粗調鼓輪隨之轉動；而轉動粗調鼓輪時，微調鼓輪則不動，所以測讀數據前，要調整零點。將微調鼓輪順時針（或逆時針）轉至零點此后以相同的方向轉動粗調鼓輪，對齊隨意一刻度線（注意兩個鼓輪的旋轉方向一致）。（2）丈量讀出動鏡M1所在的相對地點，此為“0”地點，此后沿同一方向轉動微調手輪，認真察看屏上的干預條紋“涌出”或“墜入”的個數。每隔50個條紋，記錄一次動鏡M1的地點，共記450條條紋，讀10個地點的讀數，填入自擬的表格中。注意地點讀數時可精準到10-4mm，估讀到10-5mm。（3）數據辦理

9、由計算出激光的波長。用逐差法辦理數據，并用不確立度表示。五、實驗數據記錄與數據辦理1數據記錄表格（）干預環變化數050100150200地點讀數37.0300537.0459037.0617037.0775037.09330干預環變化數250300350400450地點讀數37.1091537.1250537.1409537.1568037.17255環數差2502502502502500.079100.079150.079250.079300.079252數據辦理（1）均勻值（2）不確立度：的A類不確立度：的B類不確立度：的總不確立度：故的總不確立度為：（3）丈量結果丈量結果的相對偏差：注意事項1邁克爾遜干預儀系精巧光學儀器，使用時應注意防塵、防震；不要對著儀器說話、咳嗽等；丈量時動作要輕、緩，盡量使身體部位走開實驗臺面，以防震動；不可以觸摸光學元件光學表面。2（或）鏡后的調理螺絲、拉簧不要旋得過緊，以防鏡片受壓變形和破壞螺絲、拉簧，實驗完成，應將調理螺絲、拉簧松開，免得鏡面、拉簧變形。3激光管兩頭的高壓引線頭是裸露的，且激光電源空載輸出電壓高達數千伏，要警惕誤觸。4激光束光強極高，切勿用眼睛對視，防備視網膜遭永遠性損害。5激光工作電流不要超出7mA。6丈量過程中要防備