实验迈克耳逊干涉仪的调节与使用

福建农林大学 物理实验要求及原始数据表格实验迈克耳逊干涉仪的调节与使用专业_ 学号_ 姓名_一、预习要点1. 仪器各部件旋钮的位置和作用；2. 迈氏干涉仪的光路图；3. 如何读数及校正读数系统；4. 在课前写好预习报告，上课时务必将预习报告和原始数据表格一并带来，否则扣分。二、实验内容1. 使用干涉仪前必须对读数系统进行校正校正三步骤： 旋转微调手轮：顺时针（或逆时针）旋转微调手轮几圈后使微调手轮0刻线对准指示线。旋转微调手轮时粗调手轮读数窗口刻度会跟着旋转，记住粗调手轮读数窗口刻度转动方向； 旋转粗调手轮：（必须使粗调手轮读数窗口刻度转动方向第一步骤相同，且要转过十几格以上）旋转粗调手轮到1/100刻度线的整数线上（随便一整数线），此时微调手轮并不跟随转动，仍在原来的0位置上； 再旋转微调手轮：沿第一步骤的方向转微调手轮1060圈后才开始计数测量。（最好要转60圈以上。）装订处2. 读数系统： M1镜的移动距离毫米数可在机体左侧面的毫米刻尺上直接读得； 粗调手轮旋转一圈，拖板移动1mm，即M1移动1mm，同时粗调手轮上方的读数窗口内的鼓轮也转动一圈，鼓轮的一圈被等分为100格，每格0.01mm，读数由窗口上的基准线指示； 微调手轮每转过一圈，拖板移动0.01mm，可从粗调手轮上方的读数窗口中可看到移动一格，而微调手轮的一圈被等分为100格，则微调手轮每格表示为0.0001mm；最后读数应为上述三者之和。3. 按同一方向转微调手轮，观察到涌出黑点（吐）或黑点最小即将消失（吞）时，记为第0条纹位置，读出M1镜此时的位置读数；继续此方向，每吐或吞30条纹，记录一次M1的位置，共记390条纹。读数记入表格。三、实验注意事项1. 迈氏干涉仪是精密光学仪器，精心保护分光片、补偿片和反射镜，切忌用手触摸光学表面，在调节和测量过程中，一定要非常细心和耐心，转动手轮时要缓慢、均匀。2. 为了防止引进空程差，实验中应严格做到微调手轮只能向一方向旋转；若本次实验第0条纹数据不符规律，疑为存在空程差，则后面多测一组数据（420条纹），就可剔除第0条纹数据。3. M1镜的位置应保持左侧的米尺在2838mm范围内，屏幕上同心圆不能太大也不能太小；同心圆太大干涉条纹粗，误差大；同心圆太小干涉条纹细到无法精确读出条纹变化，误差也大；所以要调节粗调手轮选择合适大小的同心圆。4. 测量过程中，如有人走动、碰桌子、操作仪器太用力、对准仪器说话等使仪器震动，干涉条纹出现抖动及微小变化，使得测量不准确，应暂停数条纹待稳定后继续测量。5. 激光不能直射入眼。6. 第0条纹、30条纹.，每隔30条纹读数时中心的黑点直径要一样大，由于人的判别能力限制，所以屏上的刻线尺要发挥作用；若微调手轮调过头一些但又不能往回转，使黑点偏大或偏小，就会使测量随机误差偏大。四、原始数据记录表格成绩_ 教师签字_组号_ 同组人姓名_ 条纹数0306090120150180210M1镜 dmm条纹数240270300330360390420450M1镜 dmmdmmN240240240240240240240240五、数据处理要求用逐差法计算出待测光的波长，正确表达出测量结果（写出标准表达式）【参考公式】mm= nm装订处A类： nm； B类：仪50nm (仪器最小分度100 nm)合成： nm （暂取二位有效数字）= nm （暂取二位有效数字） (最小分度1条纹) 仪0.5条纹 仪 条纹 （条纹） nm nm nm （取一位有效数字）六、数据处理注意事项1. 计算步骤应详细，每一步都要有原始公式，数据代入过程和结果；计算过程中，得出的结果应多取几位有效数字，在写出标准表达式时，再对有效数字按规则进行修约；2. 计算结果应包含数值和单位。七、思考题1. 迈克耳逊干涉仪还有没有其它的用途？在哪些领域应用？2. 简述迈克耳逊干涉仪读数方法。3. 本实验如何避免空程差？为什么要校正迈克耳逊干涉仪读数系统？4. 条纹的“吞”，说明形成干涉的空气“薄膜”是变薄还是变厚（或M2与M1距离变大还是变小）？2