mikerson邁克爾遜干涉儀測量光波波長實驗報告.ppt

邁克爾遜干涉儀 測量光波波長,一實驗?zāi)康募耙?了解邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)和干涉條紋的形成原理。 通過觀察實驗現(xiàn)象，加深對干涉原理的理解。 學(xué)會邁克爾遜干涉儀的調(diào)整和使用方法。 觀察等傾干涉條紋，測量激光的波長。,二實驗儀器,邁干儀的歷史背景 邁克耳遜（ Albert Abrham Michelson ,1852 -1931）,邁克爾遜1852年12月19日出生在普魯士，2歲時隨父母移民美國。1907年諾貝爾物理學(xué)獎授予芝加哥大學(xué)的邁克耳遜，以表彰他對光學(xué)精密儀器及用之于光譜學(xué)與計量學(xué)研究所作的貢獻(xiàn)。 邁克耳遜是著名的實驗物理學(xué)家。他以精密測量光的速度和以空前精密度進(jìn)行以太漂移實驗而聞名于世。他發(fā)現(xiàn)的以他的名字命名的干涉儀至今還有廣泛的應(yīng)用。 邁克耳遜干涉儀是年美國物理學(xué)家邁克耳遜和莫雷合作，為研究“以太”漂移實驗而設(shè)計制造出來的精密光學(xué)儀器。實驗結(jié)果否定了以太的存在，解決了當(dāng)時關(guān)于“以太”的爭論，并為愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論提供了實驗依據(jù)。,二實驗儀器,由于邁克爾遜干涉儀將兩相干光束完全分開，它們之間的光程差可以根據(jù)要求作各種改變，測量結(jié)果可以精確到與波長相比擬，所以應(yīng)用很廣。 邁克爾遜用干涉儀最先以光的波長測定了國際標(biāo)準(zhǔn)米尺的長度。因為光的波長是物質(zhì)基本特性之一，是永久不變的，這樣就可以把長度的標(biāo)準(zhǔn)建立在一個永久不變的基礎(chǔ)之上。 此外，邁克爾遜干涉儀還被用來研究光譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)，這些都大大推動了原子物理與計量科學(xué)的發(fā)展，邁克爾遜干涉儀的原理還被發(fā)展和改進(jìn)為其他許多形式的干涉儀器。例如米尺的標(biāo)定及干涉分光工作已改用法布里珀羅干涉儀。但邁克耳遜干涉儀的基本結(jié)構(gòu)仍然是許多干涉儀的基礎(chǔ)。 目前根據(jù)邁克耳遜的基本原理研制的各種精密儀器廣泛用于生產(chǎn)和科研領(lǐng)域。,二實驗儀器,邁克爾遜干涉儀,激光器光源,分光板,補(bǔ)償板,擴(kuò)束鏡,反射鏡M1,反射鏡M2,觀察屏,M2移動導(dǎo)軌,三實驗測量原理,(n2 n1，薄膜上下表面平行),2與 3的光程差為：,加強(qiáng) 明紋,減弱 暗紋,等傾干涉原理,三實驗測量原理,干涉條紋的級次K僅與傾角i有關(guān)，點(diǎn)光源S發(fā)出的光線中，具有同一傾角的反射光線會聚干涉，形成同一級次圓環(huán)形干涉條紋，稱為等傾干涉條紋。,條紋中心處，入射角i=0,對應(yīng)條紋級次最高,三實驗測量原理,邁干儀的干涉原理,單色光源,反射鏡,反射鏡,三實驗測量原理,三實驗測量原理,兩相干光束在空間完全分開，并可用移動反射鏡的方法改變兩光束的光程差.,若中心處為明條紋，則 若改變反射鏡的位置，使中心仍為明條紋，則 只要測出干涉儀中M1移動的距離d,并數(shù)出相應(yīng)的“吞吐”環(huán)數(shù)k,就可求出.,波長測量原理,四實驗數(shù)據(jù)要求,每間隔50條條紋記錄數(shù)據(jù) 用逐差法處理數(shù)據(jù),20為機(jī)械傳遞系數(shù),四實驗數(shù)據(jù)要求,簡單求解不確定度 先計算d的不確定度 再計算的不確定度 ,五實驗注意事項,必須了解儀器的操作和使用方法后方可使用。 為了使測量結(jié)果正確，必須避免引入空程，應(yīng)將手輪按原方向轉(zhuǎn)幾圈，直到干涉條紋開始均勻移動后，才可測量。 在調(diào)節(jié)和測量過程中，一定要非常細(xì)心和耐心，轉(zhuǎn)動手輪時要緩慢、均勻，切忌用力過猛。 激光不能直射入眼。 輕拿輕放，避免使光學(xué)儀器或元件受到?jīng)_擊或震動、摔落。 切忌用手觸摸元件的光學(xué)表面，應(yīng)拿取磨砂面或邊緣。 不能對著光學(xué)元件說話、咳嗽、打噴嚏。 絕對不許用手觸摸各光學(xué)元件，光學(xué)表面有灰塵或污痕，可用鏡頭紙、丙酮進(jìn)行處理，切忌用手、衣服等。 實驗完畢，數(shù)據(jù)經(jīng)檢查后方可拆除光路，整理儀器，一切復(fù)位。,思考,邁干儀還有沒有其它的用途？ 邁克耳遜干涉儀的兩臂中便于插放待測樣品，由條紋的變化測量有關(guān)參數(shù)，精度高。 在光譜學(xué)中