急求邁克爾遜干涉儀原理,邁克爾遜干涉儀實驗誤差是怎麼產生的???

時間 2021-08-14 02:16:21

1樓:夏日絕

邁克爾遜干涉儀的結構和工作原理:

g2是一面鍍上半透半反膜,m1、m2為平面反射鏡,m1是固定的,m2和精密絲相連,使其可前後移動,最小讀數為10-4mm,可估計到10-5mm, m1和m2後各有幾個小螺絲可調節其方位。

當m2和m1』嚴格平行時,m2移動,表現為等傾干涉的圓環形條紋不斷從中心「吐出」或向中心「消失」。兩平面鏡之間的「空氣間隙」距離增大時,中心就會「吐出」一個個條紋;

反之則「吞進」一個個條紋。m2和m1』不嚴格平行時,則表現為等厚干涉條紋,m2移動時,條紋不斷移過視場中某一標記位置,m2平移距離 d 與條紋移動數 n 的關係滿足。

干涉儀根據光的干涉原理製成的一種儀器。將來自一個光源的兩個光束完全分並,各自經過不同的光程,然後再經過合併,可顯出干涉條紋。在光譜學中,應用精確的邁克爾遜干涉儀或法布里-珀**涉儀,可以準確而詳細地測定譜線的波長及其精細結構。

2樓:李李李

邁克爾遜干涉儀(英文:michelson interferometer)是光學干涉儀中最常見的一種,其發明者是美國物理學家阿爾伯特·亞伯拉罕·邁克爾遜。邁克耳遜干涉儀的原理是一束入射光經過分光鏡分為兩束後各自被對應的平面鏡反射回來,因為這兩束光頻率相同、振動方向相同且相位差恆定(即滿足干涉條件),所以能夠發生干涉。

干涉中兩束光的不同光程可以通過調節干涉臂長度以及改變介質的折射率來實現,從而能夠形成不同的干涉圖樣。干涉條紋是等光程差的軌跡,因此,要分析某種干涉產生的圖樣,必需求出相干光的光程差位置分佈的函式。

若干涉條紋發生移動,一定是場點對應的光程差發生了變化,引起光程差變化的原因,可能是光線長度l發生變化,或是光路中某段介質的折射率n發生了變化,或是薄膜的厚度e發生了變化。

s為點光源,m1(上邊)、m2(右邊)為平面全反射鏡,其中m1是定鏡;m2為動鏡,它和精密螺絲絲相連,轉動鼓輪可以使其向前後方向移動,最小讀數為10mm,可估計到10mm,。m1和m2後各有3個小螺絲可調節其方位。g1(左)為分光鏡,其右表面鍍有半透半反膜,使入射光分成強度相等的兩束(反射光和透射光)。

反射光和透射光分別垂直入射到全反射鏡m1和m2,它們經反射後回到g1(左)的半透半反射膜處,再分別經過透射和反射後,來到觀察區域e。

g2(右)為補償板,它與g1為相同材料,有相同的厚度,且平行安裝,目的是要使參加干涉的兩光束經過玻璃板的次數相等,兩束光在到達觀察區域e時沒有因玻璃介質而引入額外的光程差。當m2和m1'嚴格平行時,表現為等傾干涉的圓環形條紋,移動m2時,會不斷從干涉的圓環中心「吐出」或向中心「吞進」圓環。兩平面鏡之間的「空氣間隙」距離增大時,中心就會「吐出」一個個條紋;反之則「吞進」。

m2和m1'不嚴格平行時,則表現為等厚干涉條紋,移動m2時,條紋不斷移過視場中某一標記位置,m2平移距離 d 與條紋移動數 n 的關係滿足:d=nλ/2,λ為入射光波長。

拓展資料:

一、簡介

邁克爾遜干涉儀,是2023年美國物理學家邁克爾遜和莫雷合作,為研究「以太」漂移而設計製造出來的精密光學儀器。它是利用分振幅法產生雙光束以實現干涉。通過調整該干涉儀,可以產生等厚干涉條紋,也可以產生等傾干涉條紋。

主要用於長度和折射率的測量,若觀察到干涉條紋移動一條,便是m2的動臂移動量為λ/2,等效於m1與m2之間的空氣膜厚度改變λ/2。在近代物理和近代計量技術中,如在光譜線精細結構的研究和用光波標定標準米尺等實驗中都有著重要的應用。利用該儀器的原理,研製出多種專用干涉儀。

二、注意事項

1、千萬不要用手觸控光學表面,且要防止唾液濺到光學表面上。

2、在調節螺釘和轉動手輪時,一定要輕、慢,決不能強扭硬扳。

3、反射鏡背後的粗調螺釘不可旋得太緊,用來防止鏡面的變形。

4、在調整反射鏡背後粗調螺釘時,先要把微調螺釘調在中間位置,以便能在兩個方向上作微調。

5、測量中,轉動手輪只能緩慢地沿一個方向前進(或後退),否則會引起較大的空回誤差。

3樓:夏日奶茶哩

我最近也在準備大物試驗的**啊!這是我自己找的,應該很不錯了。

邁克耳孫干涉儀的光路圖如圖所示。m1和m2是經精細磨光的平面反射鏡,分別安裝在相互垂直的兩臂上,m2是固定的(稱為定鏡),m1可通過精密絲桿的帶動,在導軌上移動(稱為動鏡)。在兩臂相交處裝有與兩臂成45˚角的平行平面玻璃板g1,g1後表面鍍有一層半透明半反射的薄銀膜(a),這一層薄銀膜(a)將入射光分成兩束光強近似相等的反射光(1)和透射光(2)。

因此,g1稱為分束板。另外,g2為補償板。g2與g1是兩塊材料(折射率)和厚度均相同的平行平面的玻璃板,並且g2和g1彼此間嚴格平行。

g2的作用是使光束(2)在玻璃中的光程與光束(1)在玻璃中的光程相同。

從光源發出的光束,被分束板g1後表面鍍有一層薄銀膜(a)分成兩束光強近似相等的反射光(1)和透射光(2)。光束(1)射到m1上被反射回來,再透過g1到達觀測者e處(或接收屏);光束(2)透過g2射到m2上被反射回來,再透過 g2後又經a反射而到達觀測者e處(或接收屏)。這兩條光線是相干光,相遇發生干涉。

因此,在e處可觀測到干涉條紋。

圖2中的m』2是定鏡m2相對半反半透膜(a)反射而形成的虛像。在觀察者看來,兩束相干光(1)、(2)好象是分別經m1和m』2反射而來。因此在研究干涉時,m2與m』2是等效的

在邁克耳孫干涉儀中,由m1和m2反射出來的光是兩束相干光,m1和m2可看作兩個相干光源,因此在邁克耳孫干涉儀中可觀察到:

① 點光源產生的非定域干涉條紋。

② 點、面光源等傾干涉條紋。

③ 面光源等厚干涉條紋。

本實驗主要觀察到第1種干涉條紋,並利用這種條紋測量鐳射器輸出紅光的波長。

點光源產生的非定域干涉花樣的形成:用凸透鏡會聚後的鐳射束,相當一個線度小、強度足夠大的點光源s。點光源s經m1和m2反射後,相當於由兩個虛光源s1,s』2發出的相干光束(圖 3),但s1和s』2間的距離為m1和m』2的距離的兩倍,即s1s』2等於2d 。

如圖3所示,虛光源s1,s』2發出的球面波在它們相遇的空間處處相干,因此這種干涉現象是非定域的干涉花樣。把接收屏放置在垂直於s1s』2連線的某處,這樣在屏上看到的干涉花樣是一組同心圓,圓心位於s1s』2延長線與屏的交點o上。這種由點光源產生的圓環狀干涉條紋,無論將觀察屏沿s1s』2方向移至何處都可看到。

由s1、s』2到屏上任一點a,兩光線的光程差δ為

(1)因為l>>d,利用: 取前兩項,則式(1)可寫成

由圖2的三角關係,上式可改寫成

(2)略去二級無窮小項,可得由s1、s』2到屏上任一點a,兩光線的光程差δ為:

(3)明紋:

(4)暗紋:

(5)由式(4)、(5)可知:

(1)當θ=0時,δ最大,若用單色光人射,則干涉級次k最大。干涉圖樣中心處對應的干涉級次高。

(2)當d逐漸增加時,干涉圓環一個個地自中心向外冒出,並向外擴張,條紋變細,變密。

(3)當d逐漸減小時,干涉圓環逐漸縮小,條紋變粗,變稀,最後「消失」在中心處。

從數量上看,如果d減小或增加半個波長時,光程差就減少或增加一個整波長λ,對應的就有一個圓環條紋在中心「消失」或在中心「冒出」。當d變化 時,(k為整數)即

(6)對應的就有n個圓環條紋「消失」於中心或 在中心冒出。δd可由邁克耳孫干涉儀的讀數裝置讀出,如果我們在實驗中數出 「消失」或「冒出」的圓環條紋個數n,則由式(5)即可求得光波波長λ為

(7)某物質的折射率n等於某種光在真空中的速度c與該光在該物質的傳播速度 ,即

(8)即有

(9)為該光在真空中的波長,本次實驗使用的為紅光,波長為632.8nm, 為該光在折射率為n的物質中的波長,通過實驗測定。

4樓:朱梓瑩

我記得干涉條紋就是是等什麼。。。光程差點的軌跡,因此,要分析那些干涉產生的圖樣,必須要求出相干光的光程差位置分佈的函式。怎麼說呢?

就是指干涉條紋發生移動,一定是場點對應的光程差發生了變化,引起光程差變化的原因,可能是光線長度l發生變化,或是光路中某段介質的折射率n發生了變化,或是薄膜的厚度e發生了變化。

5樓:翼得兄

干涉條紋是等光程差點的軌跡,因此,要分析某種干涉產生的圖樣,必求出相干光的光程差位置分佈的函式。 若干涉條紋發生移動,一定是場點對應的光程差發生了變化,引起光程差變化的原因,可能是光線長度l發生變化,或是光路中某段介質的折射率n發生了變化,或是薄膜的厚度e發生了變化。

邁克爾遜干涉儀實驗誤差是怎麼產生的???

6樓:

1、儀器本身震動

2、條紋有寬頻。

3、讀數的滾輪上面精確度有限。

4、人眼觀察偏差。

5、波長不是單色有寬度。

6、儀器本身零件間空隙,

擴充套件資料實驗注意事項

1、千萬不要用手觸控光學表面,且要防止唾液濺到光學表面上。

2、在調節螺釘和轉動手輪時,一定要輕、慢,決不能強扭硬扳。

3、反射鏡背後的粗調螺釘不可旋得太緊,用來防止鏡面的變形。

4、在調整反射鏡背後粗調螺釘時,先要把微調螺釘調在中間位置,以便能在兩個方向上作微調。

5、測量中,轉動手輪只能緩慢地沿一個方向前進(或後退),否則會引起較大的空回誤差。

7樓:**雞取

一、實驗中沒有全部清除空程對實驗結果的影響;

二、實驗中,每個人判定每一百條條紋的開始和結束技術點的結果不同;

三、實驗中實驗員對結果的讀書有誤差;

四、環境中的振動等因素的對實驗器材造成了一定程度的影響,產生了實驗誤差。

8樓:殘文斷章

1,儀器本身震動,2,條紋有寬頻。3,讀數的滾輪上面精確度有限。4,人眼觀察偏差,5,波長不是單色有寬度。6,儀器本身零件間空隙,等等還有很多,但是主要誤差就上面幾個!

9樓:匿名使用者

任何試驗都有誤差,我是靠自己悟出來的

邁克爾傑克遜,邁克爾 傑克遜資料

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