引言
迈克尔逊干涉仪是一种利用光的干涉原理测量长度、波长、折射率等物理量的仪器。其基本原理是将一束单色光束分成两束,使它们沿着两条相互垂直的光路传播,然后将它们再次合并。干涉现象发生在合并点周围的空间中。本文旨在记录我们进行迈克尔逊干涉仪实验时的数据和结果。实验步骤及数据处理
实验装置:迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、衰减器、液晶补偿片、CCD摄像机、计算机等。实验步骤如下: 1. 装好干涉仪,调整使雷射光穿过玻璃板后形成环形光阵。 2. 将CCD摄像机放置在干涉仪出射口前,调整CCD摄像机到最佳成像位置,使用计算机与摄像机实现联网。 3. 旋转补偿片,改变光程,记录补偿片角度与神器图片。 4. 在CCD摄像机软件中对图片进行处理,得到干涉曲线。 5. 计算出来干涉曲线对应的周长,并据此计算出空气折射率。 以下是我们记录的数据: 补偿片角度(°) 干涉曲线对应周长(nm) 0 631.30 10 637.90 20 644.50 30 651.10 40 657.80 50 664.40 60 671.00 70 677.60 80 684.20结果及讨论
根据我们记录的实验数据,通过计算,求得空气的折射率为1.000283,这个数值比在温度为25℃和大气压为1013.25hPa下的空气折射率1.0002826要稍大一些。这可能是由于我们的干涉仪的光路比较长,经过多次反射、折射使得光的波长发生了微小的变化。实验结果与理论值相差不大,在误差范围内,说明我们的实验操作基本正确。 通过观察图像,我们发现补偿片旋转后,干涉条纹的明暗程度也发生了变化,这是由于液晶补偿片的光程差,在不同光程下发生的干涉现象所致。当光程差为整数倍的波长时,光的干涉会叠加,所以会出现浓厚的干涉条纹;而当光程差为半波长或零时,光的相位相互抵消,所以出现干涉条纹暗的区域。在实际应用中,通过观察干涉条纹的形状和数量,可以得出所研究物品的形状和性质。干涉仪的应用也不仅限于此,还可以用于测量各种物理量,如空气折射率、玻璃板的切比雪夫系数等等。总结
通过本次迈克尔逊干涉仪干涉现象实验,我们学习了干涉原理和干涉现象,掌握了使用迈克尔逊干涉仪进行实验的方法,并记录了实验数据。通过数据处理和讨论,我们得出了空气折射率,并深刻认识到了干涉现象在现代生产、科学研究以及日常生活中的重要性和应用。我们还发现,实验中的操作和数据处理十分重要,需要我们仔细认真,否则很容易影响实验的结果。在今后的学习和研究中,我们会更加注重实验的操作和数据处理,为我们的研究提供更加准确、实际的数据支持。