迈克尔-供参考

1、成 绩：评阅人：电磁场与微波技术实验报告学 院 信息科学与技术学院 专 业 通信工程 姓 名 余宪 学 号 23320122204107 组 别 7、19 时 间 2014.10.24 实验四 迈克尔逊干涉实验实验目的了解迈克尔逊干涉法测试的基本原理了解半透射电波功率分配与角度的关系透过网络检索探讨干涉现象在各行业的应用实验原理实验仪器使用开始时最好将读数机构移到20刻度一端，在此附近测出一个极小幅度的位置，以便接下来能测得更多的极小幅度的位置，减小实验误差。匀速转动读数机构的手柄，使可移动全反射板随之匀速移动。同时，转动时应小心，防止读数机构上的全反射板抖动。 迈克尔逊干涉原理如图，在平面波

2、前进的方向上放置成45度的半透射板，在A方向上放一固定的全反射板，让B方向的全反射板可移动（连接有位移传感器）。通过A及B的波在行走路程上的“波程差” 。如果这两列波的相位相差恰好为2的整数倍，则干涉加强；当相位相差为的奇数倍时，干涉减弱。当表头指示从一次极小变到又一次极小时，B方向的反射板就移动半波长的距离。由这个距离就可求得平面波的波长，测得(n+1)个极小幅度值的位移距离L，则： 实验内容根据各自仪器的波长度，等间距选取2个频率点后利用干涉法进行测量，记录实验数据与曲线，并与理论数据进行比较；f=9.00GHZ 对应刻度尺3.258 波长理论值经数据采集得到的波形如下：又已知读数机构移动

3、距离与数据采集点数之前比例为1：200最低点：1. 2. 实际测得相对误差f=8.6GHZ 对应刻度尺3.508 波长理论值经数据采集得到的波形如下：又已知读数机构移动距离与数据采集点数之前比例为1：200最低点：1. 2. 实际测得相对误差固定某个频率点，测完后，稍微改变半透板的角度使其偏离45（如40或 50）,观察测试结果并记录曲线数据；固定频点为f=8.6GHZ 对应刻度尺3.508 波长理论值改变半透板的角度为35经数据采集得到的波形如下：又已知读数机构移动距离与数据采集点数之前比例为1：200最高点：1. 2. 实际测得相对误差在一定的误差范围内可以认为半透板的角度偏离对波长测量无

4、影响。因为将半透板稍微偏离一定角度，如40度可以认为分光光路图仍与45度是一致。此外，若假定半透板分波（光）的功率比与角度有关，则会出现分光后两个波束的强度不一样。此时，原来干涉波形上极小值的位置，由于两“相干光”强度不一样，该位置电场强度不再是极小值；其它位置以此类推。这样导致干涉波形趋于平缓。但是，相邻极小值点的距离仍可认为是相等的。但是，如果半透板的角度与45度相差很大，可能会使干涉结果由光强大的那一束光决定：且由于半透板的角度的改变较大，光路图变化较大，最后两束干涉光可能会超出喇叭的接受范围，而影响实验结果。试问如果半透板旋转90放置会出现什么现象？画出电波传输路径并讨论干涉情况的变化

5、。固定频点为f=8.6GHZ 对应刻度尺3.508 波长理论值改变半透板的角度为90经数据采集得到的波形如下：又已知读数机构移动距离与数据采集点数之前比例为1：200最低点：1. 2. 实际测得相对误差由光路图分析可知，可见光程差（其中一束光经过两次玻璃板）与原先（两束光均经过一次玻璃板）有差异。可见，将使干涉条纹相比原来有所移动，但间距与原来一样，即测得的波长也相等。另外，原先（两束光均经过一次玻璃板）的两束光，相遇前波振幅相等，因此干涉加强处为振幅的两倍，减弱处则相减至0。旋转90后两束光相遇前波振幅不等（其中一束光经过两次玻璃板，另一束则无），因此干涉加强处为两振幅的叠加，而减弱处则相减

6、但不为0。因此旋转90后干涉条纹振幅变小，且干涉减弱处强度不为0。也即，此时无法产生迈克尔逊干涉。实验分析检索Internet相关资料，简述迈克尔干涉测量在不同领域的应用答：(1)光纤迈克尔逊干涉测试系统，利用迈克尔逊干涉原理利用光纤臂用作光纤传感器，实现光纤应变、温度等物理量的测量。 (2)迈克尔逊干涉仪是利用干涉条纹精确测定长度或长度改变的仪器。它是迈克尔逊在1881年设计成功的。迈克尔逊和莫雷应用该仪器进行了测定以太风的著名实验。在迈克尔逊干涉仪的两臂中插放待测样品，根据插放的待测样品前后条纹的变化，就可高精度地测量有关参数。(3)运用迈克尔逊干涉型仪器测量光波长(4)应用于光波的光谱分

7、布的研究对所得的2组数据，绘制出理论波长和测试波长的变化曲线（x：理论波长，y：测试波长），做出误差分析；并注明本实验的操作步骤注意事项。f=9.0GHZ f=8.6GHZ 操作步骤注意事项：微波分光仪两喇叭天线口面互成90度，半透射板与两喇叭天线轴线互成45度。 固定的全反射板的法线与接收喇叭天线的轴线一致，可移动的全反射板的法线与发射喇叭天线轴线一致。 调整信号电平使数据采集仪接近满刻度。不需用到活动臂来读取角度，而是读数机构的光传感头来读取位移。开始时最好将读数机构移到20刻度一端，在此附近测出一个极小幅度的位置，以便接下来能测得更多的极小幅度的位置，减小实验误差。匀速转动读数机构的手柄

8、，使可移动全反射板随之匀速移动。同时，转动时应小心，防止读数机构上的全反射板抖动。 假定半透板分波（光）的功率与角度有关，试绘出本实验中当角度不为45时的光路图，讨论这样做会对测试结果造成何影响在一定的误差范围内可以认为半透板的角度偏离对波长测量无影响。因为将半透板稍微偏离一定角度，如40度可以认为分光光路图仍与45度是一致。此外，若假定半透板分波（光）的功率比与角度有关，则会出现分光后两个波束的强度不一样。此时，原来干涉波形上极小值的位置，由于两“相干光”强度不一样，该位置电场强度不再是极小值；其它位置以此类推。这样导致干涉波形趋于平缓。但是，相邻极小值点的距离仍可认为是相等的。但是，如果半透板的