用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长

Question

1. 如果在测量前对粗动轮和手轮不进行调整和调零处理，对测量结果会有什么影响？
2. 当干涉圆环”冒出”和”淹没”时，M2和M1之间的间距如何变化?
3. 每”冒出”和”淹没”一个条纹,光程差变化多少?
朋友拖我问的 谢谢大大了

Answer 1

迈克尔逊分光干涉仪，把一束光利用双棱镜分成两束，其中一束经过一次反射回到主光路，两束光产生相位差，从而产生了干涉。

测量前调粗动和微动可以使后边的干涉条纹形状不一样，光程差是0的时候，条纹是直线，不等于0的时候，条纹有可能是双曲或是椭圆的，对结果到没什么影响。

后面是用逐差法做的，SM-100型迈克尔逊干涉仪做这个实验的时候，条纹每变化50个的时候记录一次数据，开始没把那俩轮调0，貌似后边会不够用。

因为一般是要记10个数据，也就是条纹变化有450个，如果轮子在中间，调着调着可能齿轮就到底了，数据却还没记满。

扩展资料：

迈克尔逊干涉仪的最著名应用即是它在迈克尔逊-莫雷实验中对以太风观测中所得到的零结果，这朵十九世纪末经典物理学天空中的乌云为狭义相对论的基本假设提供了实验依据。除此之外，由于激光干涉仪能够非常精确地测量干涉中的光程差，在当今的引力波探测中迈克尔逊干涉仪以及其他种类的干涉仪都得到了相当广泛的应用。

如果要观察白光的干涉条纹，臂基本上完全对称，也就是两相干光的光程差要非常小，这时候可以看到彩色条纹；假若M1或M2有略微的倾斜，就可以得到等厚的交线处（d=0）的干涉条纹为中心对称的彩色直条纹，中央条纹由于半波损失为暗条纹。

参考资料来源：百度百科-迈克尔逊干涉仪

Answer 2

迈克尔逊干涉仪测量光波波长

【实验原理】：

迈克尔逊干涉仪基本使用原理

1．等倾干涉和氦氖激光波长测定

调节迈克尔逊干涉仪,当M1、和M2的距离d一定时，所有倾角相同的两平行光束都具有

相同的光程差， .它们会聚后的干涉叫强或减弱的情况相同，因此称这种干涉为等

倾干涉．

2．测量光波的波长

在等倾干涉条件下，设平面镜M1移动距离Δd时相应、冒出（或消失）的圆条纹数为N,

(其中Δd为测量值的 )
由上式可见，只要测量平面镜M1移动Δd，同时数出相应冒出（或消失）的圆纹数N,就

可算出波长λ

M2′

d

i

A

B
C
D
①

②

M1

r

F
F′

P
L
n=1

P′

i′

S
图2 等倾干涉

图1 迈克尔逊干涉仪

S

P1

M2'

M2

M1

d

P2

E

①

②

①

②

【实验仪器】：WSM-200 型迈克尔逊干涉仪，HE—NE激光器，,扩束镜,墨镜。

【实验内容】；

1.迈克尔逊干涉仪的调节

熟读光学实验常用仪器部分迈克尔逊干涉仪的调节使用说明,并按此调节好．

2.测量氦氖激光的波长

（1） 轻轻转动微调鼓轮(9),使平面镜M1转动,此时可在观察屏上看到干涉圆纹

一个一个地从中心冒出(或消失)．

（2） 开始记数时，记录平面镜M1的位置读数d0.

（3） 同方向继续转动微调鼓轮（9），数到中心圆纹向外冒出（或消失）100个时，

在记录平面镜M1的位置读数d.

(4) 由式（34－4）计算出氦氖激光的波长λ．

(5) 重复上述步骤10次，算出波长的平均值λ，求出不确定度，并与公式值λ0＝6328Å

比较之．

测量氦氖激光束波长的数据处理（数据与我们测量的数据有差别，但是方法是一样的）

N=50

次数i

1
44.25630
0.07945
0.7906
0.00030
6356
6325
24

2
44.24009
0.07927
6342

3
44.22423
0.07887
6310

4
44.20856
0.07886
6309

5
44.19265
0.07883
6306

6
44.17685

7
44.16082

8
44.14536

9
44.12970

10
44.11382

6325 24

100%
-0.05

=(0.07945+0.07927+0.07887+0.07886+0.07883)/5

=0.07906(mm)

注意：现在我们要用的公式是：
而且我们记录的数据小数点后面只有三位！注意有效数字的取舍！

M1、M2的作用

从光源S发出的一束光经分光板M1的半反半透分成两束光强近似相等的光束1和2，而M2作为补偿板，使得两束光在玻璃中走得光程相等，因此计算两束光的光程差时，只需考虑两束光在空气中的几何路程的差别。

迈克尔逊干涉仪的好处

（1）由于干涉仪所产生的干涉条纹和由平面M1和M2′之间的空气薄膜所产生的干涉条纹是完全一样的。M1和M2′之间所夹的空气层形状可以任意调节，如使M1与M2′平行、不平行、相交甚至完全重合。

（2）迈克尔逊干涉仪光路中把两束相干光相互分离得很远。这样就可以在任一支光路里放进被研究得东西，通过干涉图像得变化可以研究物质得某些物理特性，如气体折射、测透明薄板的厚度等。

结果自己分析，不要抄袭

从实验数据得知，该次实验较为成功，所测量的氦氖激光波长的值与实际波长的值相对误差绝对值小于1％。但实验过程中，仍存在着诸多值得注意及不足之处，例如：

在调节由平面镜M1、M2反射在观察屏上的两组光点像时，要求使两组光点中最亮两点完全重合，但如果因为相对较长时间的调试，我们对该亮点的视觉敏感度会降低，可能会使该两点达不到完全重合，从而对实验造成一定影响，使出现在观察屏上的圆形条纹发生重叠，不能准确观察、测量；

氦氖激光经过扩束镜后成为反射光束，该光束沿不同方向反射到平面镜M1、M2，仔细调节M1、M2后会在观察屏上看到干涉条纹。如果激光没有正好经过扩束镜，观察屏上看不到干涉条纹，所以在保证扩束镜与激光等高的条件下，要仔细移动扩束镜的位置，使得观察屏上出现干涉条纹；

迈克尔干涉仪是科学研究的精密光学仪器,由于机械转总存在有一定的间隙,都有回程差，在读数的过程中，应使微调鼓轮向同一个方向转动，尽量避免回程差:。

通过同一方向转动微调鼓轮，使观察屏上不断消失圆形条纹。规定50环为一次记录，分别从导轨、仪器窗口的刻度盘、微动手轮上读出平面镜M2的移动距离，再从微动手轮上估读一位。但由于圆形条纹消失的条纹数不能准确为50环，即平面镜M2移动的距离△d对应条纹数不为50，所以测量的氦氖激光波长与实际波长有较大出入。

Answer 3

1.调零是为了获得准确的光程差，如不调零，则观测到干涉条纹的难度将大大增加；
2.干涉条纹冒出时，中心光程差变小，M2和M1之间的间距变小，淹没时，间距变大；
3.变化一个条纹，光程差变化λ/2。本回答被提问者采纳

Answer 4

激光干涉仪探测引力波