【正文】 ...................................................................................................................... 8 采樣 ............................................................................................................................ 8 信號處理 .................................................................................................................. 10 功放與顯示 .............................................................................................................. 10 應(yīng)用該裝置的實驗結(jié)果分析 .................................................................................. 10 七．實驗后的教訓(xùn)、感想、收獲 ................................................................................................. 11 教訓(xùn)——實驗原則是嚴謹 ..................................................................................................... 11 感想——實驗態(tài)度是認真 ..................................................................................................... 12 收獲——實驗中的思考和合作 ............................................................................................. 12 八． 結(jié)束語 ................................................................................................................................... 12 參考文獻......................................................................................................................................... 13 北京航空航天大學(xué) 基礎(chǔ)物理實驗研究性報告 摘要 本文先介紹了如何通過邁克爾遜干涉儀觀察光的分振幅干涉現(xiàn)象，采集數(shù)據(jù)并進行處理，計算出所測激光的波長及其不確定度。然后通過實驗的親身經(jīng)歷思考實驗儀器的改進之處，并舉例說明在條紋計數(shù)方面可做的改進，以使實驗過程更簡便，測得的實驗數(shù)據(jù)更精準。 關(guān)鍵詞：邁克爾遜干涉，條紋計數(shù) Abstract This article first describes how to observe the light interference, collect and processing data , calculate the wavelength of the laser and its uncertainty in the Michelson interferometer experiment. Then it thinks about the improvements in the experimental laboratory instruments through personal experience, and outlines what can be done in terms of fringe counting improvements to make the process more simple and the experimental data more accurately. Key words: Michelson interferometer, fringe counting 北京航空航天大學(xué) 基礎(chǔ)物理實驗研究性報告 第 1 頁 共 15 頁 （1）了解邁克爾遜干涉儀的光學(xué)結(jié)構(gòu)及干涉原理，學(xué)習(xí)其調(diào)節(jié)和使用方法； （2）學(xué)習(xí)一種測定光波波長的方法，加深對等傾、等厚干涉的理解。 二. 實驗儀器 邁克爾遜干涉儀、HeNe 激光器、白熾燈等。 邁克爾遜干涉儀是l883 年美國物理學(xué)家邁克爾遜（）和莫雷（）合作，為研究“以太漂移實驗而制造出來的精密光學(xué)儀器。用它可以高度準確地測定微小長度、光的波長、透明體的折射率等。后人利用該儀器的原理，研究出了 多種專用干涉儀，這些干涉儀在近代物理和近代計量技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。 邁克爾遜干涉儀的光路和結(jié)構(gòu)如圖3161 與3162 所示。MM2 是一對精密磨光的平面反射鏡，M1 的位置是固定的，M2 可沿導(dǎo)軌前后移動。GG2 是厚度和折射率都完全相同的一對平行玻璃板，與MM2 均成45176。角。G1 的一個表面鍍有半反射、半透射膜A，使射到其上的光線分為光強度差不多相等的反射光和透射光；G1 稱為分光板。當 光照到G1 上時，在半透膜上分成相互垂直的兩束光，透射光（1）射到M1，經(jīng)M1 反射后，透過G2，在G1 的半透膜上反射后射向E；反射光（2）射到M2，經(jīng)M2 反射后， 透過G1 射向E。由于光線（2）前后共通過G1 三次，而光線（1）只通過G1 一次，有了G2，它們在玻璃中的光程便相等了，于是計算這兩束光的光程差時，只需計算兩束光在空氣中的光程差就可以了，所以G2 稱為補償板。當觀察者從E 處向G1 看去時，除直接看到M2 外還看到M1 的像M1ˊ。于是（1）、（2）兩束光如同從M2 與M1ˊ反射來的，因此邁克爾遜干涉儀中所產(chǎn)生的干涉和M1′～M2 間“形成”的空氣薄膜的干涉等效。反射鏡M2 的移動采用蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)，轉(zhuǎn)動粗調(diào)手輪（2）可以實現(xiàn)粗調(diào)。M2 移動距離的毫米數(shù)可在機體側(cè)面的毫米刻度尺（5）上讀得。通過讀數(shù)窗口，在刻度盤（3）；轉(zhuǎn)動微調(diào)手輪（1） 北京航空航天大學(xué) 基礎(chǔ)物理實驗研究性 第 2 頁 共 15 頁 可實現(xiàn)微調(diào)，微調(diào)手輪的分度值為1104mm?？晒雷x到105mm。MM2 背面各有3 個螺釘可以用來粗調(diào)M1 和M2 的傾度，傾度的微調(diào)是通過調(diào)節(jié)水平微調(diào)（15）和豎直微調(diào)螺絲（16）來實現(xiàn)的。 2. 單色點光源的非定域干涉 本實驗用HeNe激光器作為光源（見圖3163），激光通過短焦距透鏡L匯聚成一個強度很高的點光源S，射向邁克爾遜干涉儀，點光源經(jīng)平面鏡MM2反射后，相當于由 兩個點光源S1ˊ和S2ˊ發(fā)出的相干光束。Sˊ是S的等效光源，是經(jīng)半反射面A所成的虛像。S1′是S′經(jīng)M1′所成的虛像。S2′是S′經(jīng)M2所成的虛像。由圖3163可知，只要觀察屏放在兩點光源發(fā)出光波的重疊區(qū)域內(nèi)，都能看到干涉現(xiàn)象，故這種干涉稱為非定 域干涉。如果M2與M1′嚴格平行，且把觀察屏放在垂直于S1′和S2′的連線上，就能看到一組明暗相間的同心圓干涉環(huán)，其圓心位于S1′S2′軸線與屏的交點P0處，從圖3164可以看出P0處的光程差Δ=2d，屏上其它任意點P′或P″的光程差近似為 （3161） 北京航空航天大學(xué) 基礎(chǔ)物理實驗研究性 第 3 頁 共 15 頁 《》