邁克爾-供參考

1、成 績：評閱人：電磁場與微波技術(shù)實驗報告學 院 信息科學與技術(shù)學院 專 業(yè) 通信工程 姓 名 余憲 學 號 23320122204107 組 別 7、19 時 間 2014.10.24 實驗四 邁克爾遜干涉實驗實驗?zāi)康牧私膺~克爾遜干涉法測試的基本原理了解半透射電波功率分配與角度的關(guān)系透過網(wǎng)絡(luò)檢索探討干涉現(xiàn)象在各行業(yè)的應(yīng)用實驗原理實驗儀器使用開始時最好將讀數(shù)機構(gòu)移到20刻度一端，在此附近測出一個極小幅度的位置，以便接下來能測得更多的極小幅度的位置，減小實驗誤差。勻速轉(zhuǎn)動讀數(shù)機構(gòu)的手柄，使可移動全反射板隨之勻速移動。同時，轉(zhuǎn)動時應(yīng)小心，防止讀數(shù)機構(gòu)上的全反射板抖動。 邁克爾遜干涉原理如圖，在平面波

2、前進的方向上放置成45度的半透射板，在A方向上放一固定的全反射板，讓B方向的全反射板可移動（連接有位移傳感器）。通過A及B的波在行走路程上的“波程差” 。如果這兩列波的相位相差恰好為2的整數(shù)倍，則干涉加強；當相位相差為的奇數(shù)倍時，干涉減弱。當表頭指示從一次極小變到又一次極小時，B方向的反射板就移動半波長的距離。由這個距離就可求得平面波的波長，測得(n+1)個極小幅度值的位移距離L，則： 實驗內(nèi)容根據(jù)各自儀器的波長度，等間距選取2個頻率點后利用干涉法進行測量，記錄實驗數(shù)據(jù)與曲線，并與理論數(shù)據(jù)進行比較；f=9.00GHZ 對應(yīng)刻度尺3.258 波長理論值經(jīng)數(shù)據(jù)采集得到的波形如下：又已知讀數(shù)機構(gòu)移動

3、距離與數(shù)據(jù)采集點數(shù)之前比例為1：200最低點：1. 2. 實際測得相對誤差f=8.6GHZ 對應(yīng)刻度尺3.508 波長理論值經(jīng)數(shù)據(jù)采集得到的波形如下：又已知讀數(shù)機構(gòu)移動距離與數(shù)據(jù)采集點數(shù)之前比例為1：200最低點：1. 2. 實際測得相對誤差固定某個頻率點，測完后，稍微改變半透板的角度使其偏離45（如40或 50）,觀察測試結(jié)果并記錄曲線數(shù)據(jù)；固定頻點為f=8.6GHZ 對應(yīng)刻度尺3.508 波長理論值改變半透板的角度為35經(jīng)數(shù)據(jù)采集得到的波形如下：又已知讀數(shù)機構(gòu)移動距離與數(shù)據(jù)采集點數(shù)之前比例為1：200最高點：1. 2. 實際測得相對誤差在一定的誤差范圍內(nèi)可以認為半透板的角度偏離對波長測量無

4、影響。因為將半透板稍微偏離一定角度，如40度可以認為分光光路圖仍與45度是一致。此外，若假定半透板分波（光）的功率比與角度有關(guān)，則會出現(xiàn)分光后兩個波束的強度不一樣。此時，原來干涉波形上極小值的位置，由于兩“相干光”強度不一樣，該位置電場強度不再是極小值；其它位置以此類推。這樣導致干涉波形趨于平緩。但是，相鄰極小值點的距離仍可認為是相等的。但是，如果半透板的角度與45度相差很大，可能會使干涉結(jié)果由光強大的那一束光決定：且由于半透板的角度的改變較大，光路圖變化較大，最后兩束干涉光可能會超出喇叭的接受范圍，而影響實驗結(jié)果。試問如果半透板旋轉(zhuǎn)90放置會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？畫出電波傳輸路徑并討論干涉情況的變化

5、。固定頻點為f=8.6GHZ 對應(yīng)刻度尺3.508 波長理論值改變半透板的角度為90經(jīng)數(shù)據(jù)采集得到的波形如下：又已知讀數(shù)機構(gòu)移動距離與數(shù)據(jù)采集點數(shù)之前比例為1：200最低點：1. 2. 實際測得相對誤差由光路圖分析可知，可見光程差（其中一束光經(jīng)過兩次玻璃板）與原先（兩束光均經(jīng)過一次玻璃板）有差異。可見，將使干涉條紋相比原來有所移動，但間距與原來一樣，即測得的波長也相等。另外，原先（兩束光均經(jīng)過一次玻璃板）的兩束光，相遇前波振幅相等，因此干涉加強處為振幅的兩倍，減弱處則相減至0。旋轉(zhuǎn)90后兩束光相遇前波振幅不等（其中一束光經(jīng)過兩次玻璃板，另一束則無），因此干涉加強處為兩振幅的疊加，而減弱處則相減

6、但不為0。因此旋轉(zhuǎn)90后干涉條紋振幅變小，且干涉減弱處強度不為0。也即，此時無法產(chǎn)生邁克爾遜干涉。實驗分析檢索Internet相關(guān)資料，簡述邁克爾干涉測量在不同領(lǐng)域的應(yīng)用答：(1)光纖邁克爾遜干涉測試系統(tǒng)，利用邁克爾遜干涉原理利用光纖臂用作光纖傳感器，實現(xiàn)光纖應(yīng)變、溫度等物理量的測量。 (2)邁克爾遜干涉儀是利用干涉條紋精確測定長度或長度改變的儀器。它是邁克爾遜在1881年設(shè)計成功的。邁克爾遜和莫雷應(yīng)用該儀器進行了測定以太風的著名實驗。在邁克爾遜干涉儀的兩臂中插放待測樣品，根據(jù)插放的待測樣品前后條紋的變化，就可高精度地測量有關(guān)參數(shù)。(3)運用邁克爾遜干涉型儀器測量光波長(4)應(yīng)用于光波的光譜分

7、布的研究對所得的2組數(shù)據(jù)，繪制出理論波長和測試波長的變化曲線（x：理論波長，y：測試波長），做出誤差分析；并注明本實驗的操作步驟注意事項。f=9.0GHZ f=8.6GHZ 操作步驟注意事項：微波分光儀兩喇叭天線口面互成90度，半透射板與兩喇叭天線軸線互成45度。 固定的全反射板的法線與接收喇叭天線的軸線一致，可移動的全反射板的法線與發(fā)射喇叭天線軸線一致。 調(diào)整信號電平使數(shù)據(jù)采集儀接近滿刻度。不需用到活動臂來讀取角度，而是讀數(shù)機構(gòu)的光傳感頭來讀取位移。開始時最好將讀數(shù)機構(gòu)移到20刻度一端，在此附近測出一個極小幅度的位置，以便接下來能測得更多的極小幅度的位置，減小實驗誤差。勻速轉(zhuǎn)動讀數(shù)機構(gòu)的手柄

8、，使可移動全反射板隨之勻速移動。同時，轉(zhuǎn)動時應(yīng)小心，防止讀數(shù)機構(gòu)上的全反射板抖動。 假定半透板分波（光）的功率與角度有關(guān)，試繪出本實驗中當角度不為45時的光路圖，討論這樣做會對測試結(jié)果造成何影響在一定的誤差范圍內(nèi)可以認為半透板的角度偏離對波長測量無影響。因為將半透板稍微偏離一定角度，如40度可以認為分光光路圖仍與45度是一致。此外，若假定半透板分波（光）的功率比與角度有關(guān)，則會出現(xiàn)分光后兩個波束的強度不一樣。此時，原來干涉波形上極小值的位置，由于兩“相干光”強度不一樣，該位置電場強度不再是極小值；其它位置以此類推。這樣導致干涉波形趨于平緩。但是，相鄰極小值點的距離仍可認為是相等的。但是，如果半透板的