用迈克尔逊干涉仪测定钠光波长

1、实验主题用迈克尔逊干涉仪测定钠光的波长【实验目的】1 .掌握迈克尔逊干涉仪的调节和使用方法2 .用迈克尔逊干涉仪测定钠光的波长【实验器具】1、迈克尔逊干涉仪(带望远镜)2、钠灯3 .扩展镜头(带铁器)【实验原理】1、迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是用分幅法得到双光束干涉的精密仪器。 其原理光路图、设备外形图如右图所示，结构图如左图所示，在最下面的台座上支承有三个调平螺钉，调平后，能够为了使台座稳定而紧固，如果是两面相互垂直的平面镜，则不能移动的其方位的微调整与水平拉簧安装在拖板上可以用精密螺钉控制。 可以沿着臂轴前后移动。 双面反射镜后面有三个调整螺钉，用于调整镜面的方位。 转动粗方向盘位置就会

2、改变。 其移动距离由读取窗的数字和微动手柄的读取值决定。 迈克尔逊干涉仪的光路粗手轮的分度值为右侧微动手轮的分度值估计为两个导轮属于涡轮的轴传动系统。 分支板和补偿板是相同厚度的平行平面玻璃板。 这是臂轴，在附近的平面上涂上了半透射反射膜。 把入射光分成在该平面上振幅大致相等的反射光1和透射光2的作用是互补的迈克尔逊干涉仪的结构图补偿第一和第二光路之间的附加光路差异。 迈克尔逊干涉仪的外形图来自扩散光源的光到达分光板半透射反射膜后分为两手。 反射光l在那里反射后镜面反射，最后到达。 透射光l 2射后到达后方，反射后逆入射光返回，最后到达。 2列的光是以同一光波分配振幅获得的，因为是相干光，所以

3、在那里观察到2列的光的干涉条纹。 在两条透射光到达之前被分光板的第二面反射，在附近形成平行的虚像。 两行相干光由来相当于反射，产生其干涉和具有厚度的空气薄膜2 .钠光的波长的测定如右图所示，两个镜严格垂直，即严格平行时产生的干涉为等倾斜干涉，在这种情况下，反射后的两个光相对于入射角的光线的光路差为式中，空气薄膜的厚度，是空气的折射率。 对于相同倾斜角的入射光线，可以看到相同水平的干涉条纹，从正面看，可以看到明暗之间的同心圆等倾斜干涉戒指，明亮的花纹和暗的花纹满足的条件是此时，光路差最大，说明等倾斜干涉条纹的中心条纹的次数最高，偏离中心条纹的次数低，间距变小时，对于任一水平的干涉条纹，如果不变化

4、，即光路差不变化，则一定增大值，即减小角，满足也就是说，向内侧沉入，观察者看起来像条纹一个一个地向中心沉入.相反，变大后，条纹看起来像从中心涌出. 因为光的波长很小，实验时微动方向盘，也就是慢慢转动反射镜，只要视野中出现条纹或下沉，移动距离就因为是从迈克尔森干涉仪读取的，所以光源波长是【实验顺序】1 .光源、分支板、以反射镜中心大致为相同高度的方式放置钠光源，且，适当调节光源和扩散透镜的位置，以使三者的接线大致垂直于镜子，从而能够在场所的视野中看到均匀的明亮斑.2、等倾斜干涉条纹的调节用尺测量，测量与分离板的距离，调节粗手轮，使两个距离大致相等在扩张透镜和分光板之间放置笔尖，用眼睛直接观察笔尖

5、的多个投影，调整反射镜后的螺钉使2个笔尖重叠，就能观察到等倾斜条纹调节反射镜的微调螺钉，使条纹变粗，弯曲成圆环状。 条纹对比度下降后，可以稍微调整丝杠，移动反射镜来改善条纹对比度上下左右摆动眼睛，反复细致地调整反射镜拉伸弹簧的微调整螺钉(几乎不出现条纹)，以使圆环形等倾斜条纹的大小不根据观察位置而变化.测量前转动微调手柄，移动反射镜，等观察倾斜的变化。 选择适当的区间，完成测定3 .钠光双线平均波长的测定旋转微动手轮，观察干涉条纹的“出”或“沉入”现象，记录与干涉条纹的“出”或“沉入”50条相对应的值，连续测量10组数据使用测定的数据，用逐次法求出钠光双线的平均波长4 .实验结束后，收拾机器【

6、数据处理】1 .原始数据的再列表1049.31908625049.394630.0755625049.33394730049.4094400.07546310049.34980835049.425020.07522415049.36443940049.439980.07555520049.379381045049.4565920.0776542 .数据处理利用逐次法得到，由此，测定钠光的平均波长，误差百分比.【实验的结论】1、这次实验用迈克尔逊干涉仪测定了钠黄光双线的平均波长，并与标准值进行了比较，测定了误差率2、此次使用迈克尔逊干涉仪测量了钠光的波长，结果发现等倾斜干涉条纹的对比度随着距离的

7、变化而变化，移动方向盘，有时几乎为零。 由于钠黄光双线光双线的波长不同，当一波峰和一波谷几乎重叠时，判断对比度极小。3、这次实验在移动方向盘时，在某个阶段对比度非常小，后期条纹的数量增多，从而给实验带来了一定的额外误差。注意事项1、测量过程中应该把手向同一方向移动，否则会出现回程差，对实验有很大的影响。2 .在观察中容易出现眼睛不方便的症状，这种情况下可以适当地放松，否则长时间观察会容易产生测定偏差3、调节螺丝要慢点，要损坏螺丝峰4 .分光板、补偿板及反射镜不得触摸。【思考练习】1、如何检查干涉条纹是严格的等倾斜干涉条纹？:使自己的眼睛上下左右移动，观察干涉模式，如果条纹没有随着眼睛的运动而出现变深的现象，则只根据眼睛的运动整体地移动，条纹已经是严格的等倾斜干涉条纹(实验时，如果在精度的范围内条纹变深，则是严格的2 .观察以下现象，理论上说明：增大或减少后，干涉圆环会发生什么变化？a :间距变大时，条纹密集变细；相反，间距变小时，条纹稀疏变粗.随着干涉条纹的对比度变大，会有什么样的变化？ 为什么？:的干涉条纹的对比度随间距的增加而周期性地变化，出现对比度从大到大(假设初期最清楚)的现象的是钠黄光存在于钠黄光光源而不是严格的单线光源上的两个频谱，当两个波的峰值几乎重叠时，当光对比度最大的一个波的山与另一