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北邮物理研究性实验报告

迈克尔逊干涉仪的调整和使用

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(北京邮电大学,北京市邮编100088)

摘要:利用迈克尔逊干涉仪观察光的干涉现象,测量相关数据并进行处理得出氦氖激光、钠光波长以及钠光两谱线波长差,并对结果不确定度进行仔细计算分析。根据实验数据对误差来源进行定量分析,进而深刻体会实验方法、内容,总结经验教训,最后提出自己对于本次实验的意见建议。

关键词:迈克尔逊干涉仪;干涉;波长;误差分析

中图分类号:(作者本人填写)文献标识码:A

Adjustment and use of Michelson interferometer

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(Beijing University of Posts and Telecommunication, Beijing, 100088, China)

Abstract: Observe the interference of light by using Michelson interferometer and measure relevant data. Then calculate the wavelength of He-Ne laser,sodium light and wavelength difference between two sodium spectral line. And calculate and analyze the result of the uncertainty. Analyze the reason for uncertainty quantificationally according to the experimental data. And then come with a profound summary of experimental methods, contents and experience, and finally come up with our own suggestion。

Keywords: Michelson interferometer; interference phenomenon; wavelength; error analysis

迈克尔逊干涉仪,是美国物理学家迈克尔逊设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。通过调整该干涉仪,可以产生等厚干涉条纹,也可以产生等倾干涉条纹。本实验正是使用迈克尔逊干涉仪进而测量波长,重在将理论与实际相结合,帮助研究者看清原理,培养动手能力。

1迈克尔逊干涉仪

1.1迈克尔逊干涉仪简介

迈克尔逊干涉仪,是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作,为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。通过调整该干涉仪,可以产生等厚干涉条纹,也可以产生等倾干涉条纹。主要用于长度和折射率的测量,若观察到干涉条纹移动一条,便是M2的动臂移动量为λ/2,等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。在近代物理和近代计

实验日期:2013—5—10.

作者简介:** 量技术中,如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。利用该仪器的原理,研制出多种专用干涉仪。

1.2迈克尔逊干涉仪构造与光路

1.2.1 仪器的结构

迈克尔逊干涉仪的外形结构如图一。

北邮物理研究性实验报告

图一迈克尔逊干涉仪的外形结构

M1和M2是两块互相垂直放置的反射镜,M2固定在仪器上,M1安装在导轨上。G1和G2是厚度均