南昌大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱： 邁克爾遜干涉儀學(xué)院： 信息工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 數(shù)字媒體技術(shù)151班學(xué)生姓名： 黃羽雯 學(xué)號(hào)： 6103315004實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)大樓308 座位號(hào)： 32號(hào)實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 第4周星期二下午 4點(diǎn)開始一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)方法并觀察各種干涉圖樣。2.觀察非定域等傾干涉，測(cè)定 He-Ne激光波長(zhǎng)。二、實(shí)驗(yàn)原理：非定域等傾干涉原理：用He-Ne激光做光源，使激光束通過(guò)擴(kuò)束鏡會(huì)聚后發(fā)散，此時(shí)就得到了一個(gè)相干性很好的點(diǎn)光源。它發(fā)出的球面波先被分光板P1分光，然后射向兩全反射鏡，經(jīng)M1和M2反射后，在人眼觀察方向就得到了兩個(gè)相干的球面波，它們?nèi)缤怯晌挥谒鼈內(nèi)缤怯晌挥冢秃蟮膬蓚€(gè)虛點(diǎn)光源S1和S2產(chǎn)生的，由兩虛點(diǎn)光源產(chǎn)生的兩列球面波在空間相遇處都能進(jìn)行干涉，干涉條紋不定域，故稱非定域干涉。非定干涉的圖樣隨觀察屏的不同方向和位置而不同，當(dāng)觀察屏垂直于 S1和S2連線時(shí)，是同心圓條紋，圓心是 S1和S2連線延長(zhǎng)線和屏的交點(diǎn)。如轉(zhuǎn)動(dòng)觀察屏不同角度，則可看到橢圓，雙曲線和直線等幾種干涉圖樣。如調(diào)節(jié)反射鏡 M2的微調(diào)螺釘，使 M1平行于M2',此時(shí)和M1平行放置的觀察屏上就出現(xiàn)同心圓條紋，圓心在光場(chǎng)中心。兩虛點(diǎn)光源的間距為 M1和M2間距d的兩倍，即圓心處光程差為 2d。與前面討論等傾干涉情況類似，當(dāng) d增加時(shí)，中心條紋一個(gè)個(gè)“冒出”，反之，一個(gè)個(gè)“縮進(jìn)” 。這時(shí)可以用公式來(lái)計(jì)算波長(zhǎng)。公式為λ＝2 ｄ／ ｋ三、實(shí)驗(yàn)儀器：邁克爾遜干涉儀、

He-Ne激光器、電源、小孔光闌、擴(kuò)束鏡（短焦距會(huì)聚焦）

、毛玻璃屏等四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：觀察激光的非定域干涉現(xiàn)象調(diào)節(jié)干涉儀使導(dǎo)軌大致水平；調(diào)節(jié)粗調(diào)手輪，使活動(dòng)鏡大致移至導(dǎo)軌 25～45mm刻度處；調(diào)節(jié)傾度微調(diào)螺絲，使其拉簧松緊適中。然后使得激光管發(fā)射的激光束從分光板中央穿過(guò)，并垂直射向反射鏡 M1（此時(shí)應(yīng)能看到有一束光沿原路退回）。裝上觀察屏，從屏上可以看到由 M1、M2反射過(guò)來(lái)的兩排光點(diǎn)。調(diào)節(jié) M1、M2背面的 3個(gè)螺絲，使兩排光點(diǎn)靠近，并使兩個(gè)最亮的光點(diǎn)重合。這時(shí) M1與M2大致垂直（M1’與M2大致平行）。然后在激光管與分光板間加一短焦距透鏡，同時(shí)調(diào)節(jié)傾度微調(diào)螺絲，即能從屏上看到一組弧形干涉條紋，再仔細(xì)調(diào)節(jié)傾度微調(diào)螺絲，當(dāng) M1′與M2嚴(yán)格平行時(shí)，弧形條紋變成圓形條紋。轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)手輪，使 M2前后移動(dòng)，可看到干涉條紋的冒出或縮進(jìn)。仔細(xì)觀察，當(dāng) M2位置改變時(shí)，干涉條紋的粗細(xì)、疏密與d的關(guān)系。2.測(cè)量激光波長(zhǎng)1）測(cè)量前先按以下方法校準(zhǔn)手輪刻度的零位。先以逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)手輪，使讀數(shù)準(zhǔn)線對(duì)準(zhǔn)零刻度線；再以逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)手輪，使讀數(shù)準(zhǔn)線對(duì)準(zhǔn)某條刻度線。測(cè)量過(guò)程中的手輪轉(zhuǎn)向應(yīng)與校準(zhǔn)過(guò)程中的轉(zhuǎn)向一致。2）按原方向轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)手輪（改變d值），可以看到一個(gè)一個(gè)干涉環(huán)從環(huán)心冒出，當(dāng)干涉環(huán)中心最亮?xí)r，記下活動(dòng)鏡位置讀數(shù)d，然后繼續(xù)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)手輪，當(dāng)冒出的條紋數(shù)N=5時(shí)，再記下活動(dòng)鏡位置讀數(shù)d，反復(fù)測(cè)量10次，總共數(shù)出50次條紋變化數(shù)。由公式算出波長(zhǎng)，并與標(biāo)準(zhǔn)值（λ=632.8nm）比較，計(jì)算相對(duì)不確定度。五、誤差分析、由于測(cè)量中存在某些確定的不合理因素引起的，使測(cè)量結(jié)果向真值的某個(gè)方向偏離，造成了系統(tǒng)誤差，造成這種誤差的原因有測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法等。、在對(duì)同一量的多次重復(fù)測(cè)量中絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)知方式變化的測(cè)量誤差分量，實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境因素?zé)o規(guī)則的起伏變化，引起測(cè)量值圍繞真值發(fā)生漲落的變化，造成了隨機(jī)誤差。不過(guò)此種誤差可以通過(guò)多次測(cè)量來(lái)減小。六、思考題：1、如何由等厚干涉的光程差公式：ξ

=2dcosi

來(lái)說(shuō)明當(dāng)

d增大時(shí)，條紋由直變彎？答：等厚干涉條紋代表?xiàng)l紋所對(duì)應(yīng)的地方厚度是一樣的。厚度 d增大，那條紋肯定由直變彎了。若條紋向厚度小的地方彎曲，則表示該處向上凸；反之，若條紋向厚度大的地方彎曲，則表示該處向下凹2、為什么不放補(bǔ)償板就調(diào)不出白光干涉條紋？答：補(bǔ)償板作用是在兩個(gè)反射鏡在等臂時(shí)光程相等；因?yàn)槿魶]有補(bǔ)償板，一路反射光通過(guò) A三次，而另一路透射光只通過(guò)A一次；這對(duì)于單色光時(shí)沒有影響，對(duì)于復(fù)色光時(shí)則影響測(cè)量結(jié)果。白光干涉只有在兩臂光程差為零的微小范圍內(nèi)發(fā)生。所以不加補(bǔ)償板就無(wú)法達(dá)到零光程差，就沒有白光干涉。3、在非定域干涉中，如何由一個(gè)實(shí)的點(diǎn)光源產(chǎn)生兩個(gè)虛的點(diǎn)光源？答：用Ｈｅ-Ｎｅ激光做光源，使激光束通過(guò)擴(kuò)束鏡會(huì)聚后發(fā)散，此時(shí)就得到了一個(gè)相干性很好的點(diǎn)光源。它 發(fā)出的球面波先被分光板Ｐ分光，然后射向兩全反射鏡，經(jīng)Ｍ 1和Ｍ2反射后，在人眼觀察方向就得到了兩個(gè)相干的球面波，它們?nèi)缤怯晌挥冢秃蟮膬蓚€(gè)虛點(diǎn)光源Ｓ 1和Ｓ2產(chǎn)生的。七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理：_計(jì)算得 △d=∑(di+4-di)/4=0.00661mm_ _ _=2△d/△k=661nm解得μ(λ)=0.000029mm_=λ±μ(λ)=661±