2023年北航迈克尔逊干涉仪研究性实验报告2.docx

北航迈克尔逊干预仪研究性实验报告 篇一：北航迈克尔逊干预仪研究性实验报告 根底物理实验研究性报告 迈克尔逊干预实验 作者姓名 刘品 学号 11031154 所在院系 自动化科学与电气工程学院 攻读专业 自动化专业 2023年12月11日 ................................................................................................................................1 Abstract ..........................................................................................................................1 1 实验原理....................................................................................................................2 1.1迈克尔逊干预仪的光路............................................................................................2 1.2单色点光源的非定域干预条纹................................................................................2 1.2单色点光源的非定域干预条纹................................................................................3 1.3迈克尔逊干预仪的机械结构....................................................................................4 2 实验仪器.................................................................................................................... 5 3 实验主要步骤.............................................................................................................5 3.1迈克尔逊干预仪的调整............................................................................................5 3.2点光源非定域干预条纹的观察与测量....................................................................5 3.3数据处理................................................................................................................... 5 4 实验数据处理............................................................................................................ 5 4.1实验数据记录........................................................................................................... 5 4.1实验数据记录........................................................................................................... 6 4.2用逐差法处理数据................................................................................................... 6 4.3计算不确定度........................................................................................................... 6 4.3计算不确定度........................................................................................................... 7 5 误差来源分析............................................................................................................ 7 6 实验经验总结............................................................................................................ 8 6.1对d的值选取问题..................................................................................................... 8 6.2起始位置的选取....................................................................................................... 8 6.3调节技巧................................................................................................................... 8 6.4干预图样不圆整、不规那么........................................................................................8 7 实验的改良方案........................................................................................................ 9 7.1实验计数系统改良................................................................................................... 9 7.2激光器的改良............................................................................................................9 7.3实验环境的改良........................................................................................................9 8 实验感想与收获........................................................................................................ 9 9 对本学期根底物理学实验的体会和建议................................................................ 10 通过迈克尔逊干预仪观察光的分振幅干预现象，采集数据并进行处理，计算出所测激光的波长，并对计算结果的不确定度进行仔细的分析。根据实验数据对误差来源进行了定量分析，同时总结了实验仪器调节的经验与方法。最后，根据自身的实验经历对实验的改良提出建设性的意见。 关键词：迈克尔逊干预；波长；误差；实验改良。 Abstract By Michelson interferometer observation light amplitude split tine interference phenomenon, data collection and processing, calculated from the measured laser wavelength, and the calculation results of the uncertainty of the careful analysis. According to the experimental data, the error source of quantitative analysis, and summarizes the experience and methods of experimental instrument regulation. Finally, according to our own practical experiences, we give out the improvement for the experiment of constructive views. Key words: Michelson interferometer; wavelength; error; experiment improvement. 1 实验原理 1.1迈克尔逊干预仪的光路 迈克尔逊干预仪的光路如图1所示，从光源S发出的一束光射在分束板G1上，将光束分 为两局部：一局部从G1的半反射膜处反射， 射向平面镜M2；另一局部从G1透射，射向平 面镜M1。因G1和全反射平面镜M1、M2均成 45°角，所以两束光均垂直射到M1、M2上。 从M2反射回来的光，透过半反射膜；从M1反 射回来的光，为半反射膜反射。二者聚集成 一束光，在E处即可观察到干预条纹。光路中 另一平行平板G2与G1平行，其材料及厚度与 G1完全相同，以补偿两束光的光程差，称为 补偿板。 反射镜M1是固定的，M2可以在精密导轨 上前后移动，以改变两束光之间的光程差。M1，M2的反面各有3个螺钉用来调节平面镜 的方位。M1的下方还附有2个方向相互垂直的拉簧，松紧它们，能使M1支架产生微小变形，以便精确地调节M1。 在图1所示的光路中，M1’是M1被G1半反射膜反射所形成的虚像。对观察者而言，两相干光束等价于从M1’和M2反射而来，迈克尔逊干预仪所产生的干预花纹就如同M2与M1’之间的空气膜所产生的干预花纹一样。假设M1’与M2平行，那么可视作折射率相同、厚度相同的薄膜〔此时的为等厚干预〕；假设M1’与M2相交，那么可视作折射率相同、夹角恒定的楔形薄膜。 1.2单色点光源的非定域干预条纹 如图2所示，M2平行M1’且相距为d。点光源S 发出的一束光，对M2来说，正如S’处发出的光一样， 即SG=S’G；而对于在E处观察的观察者来说，由于 M2的镜面反射，S’点光源如处于S2’处一样，即 S’M2=M2S2’。又由于半反射膜G