北航迈克尔逊干涉仪研究性实验报告
篇：迈克尔逊干涉仪研究性试验报告
基础物理实验研究性报告
迈克尔逊干涉实验
第作者：陈子豪
第二作者：李 硕
机械工程动化学院
目录
摘： 2
1实验原理 3
11迈克尔逊干涉仪光路 3
12单色点光源非定域干涉条纹 3
13迈克尔逊干涉仪机械结构 6
2实验仪器 7
3步骤 7
31迈克尔逊干涉仪调整 7
32点光源非定域干涉条纹观察测量 7
33数处理 8
4数记录处理 8
41实验数记录 8
42逐差法处理数 9
43计算确定度 9
44出终结果出相误差 10
5讨 11
51误差分析 11
（1）常见误差源 11
（2）空程误差 11
（3）M1M2严格垂直引起误差 12
（4）空气折射率变化引起误差 12
（5）圆环吞吐计数误差 12
52改进方案 13
53实验感想 14
6附录 14
61参考文献 14
62原始数 14
摘：
迈克尔逊干涉仪光学干涉仪中常仪器高度精确测定微长度光波长透明体折射率等等文利迈克尔逊干涉仪测量激光波长实验进行讨根采集数结果测量结果理结果误差进行定量分析根身实验验实验予评价改进意见
关键词：迈克尔逊干涉波长误差分析
Abstract
Michelson interferometer is one of the most common form of optical
interferometers by which we can determine the small length the wavelength of light and the refractive index of a transparent body with high accuracy This essay mainly focus on the experiment of measuring laser wavelength by Michelson interferometer by using the data collected from practice to quantitatively analyze the error source and give some assessment and improvement according to our own practical experiences
Keywords Michelson interferometer wavelength error analysis
1实验原理
11迈克尔逊干涉仪光路
迈克尔逊干涉仪光路图1示光源S发出束光射分束板G1光
束分两部分：部分G1半反
射膜处反射射面镜M2
部分G1透射射面镜M1
G1全反射面镜M1M2均成
45°角两束光均垂直射M1
M2M2反射回光透
半反射膜M1反射回光
半反射膜反射二者汇集成束光
E
G2G1行材料厚度G1完全相补偿两束光光程差称补偿板
反射镜M1固定M2精密导轨前移动改变两束光间光程差M1M2背面3螺钉调节面镜方位M1方附2方相互垂直拉簧松紧M1支架产生微变形便精确调节M1
图1示光路中M1’M1G1半反射膜反射形成虚观察者言两相干光束等价M1’M2反射迈克尔逊干涉仪产生干涉花纹M2M1’间空气膜产生干涉花纹样M1’M2行视作折射率相厚度相薄膜（时等厚干涉）M1’M2相交视作折射率相夹角恒定楔形薄膜
12单色点光源非定域干涉条纹
图2示M2行M1’相距d点光源S发出
束光M2说正S’处发出光样
SGS’GE处观察观察者说M2
镜面反射S’点光源处S2’处样
S’M2M2S2’半反射膜G作M1位置
处M1’位置样样E处观察者点光
源S处S1’位置处E处观察者观察
干涉条纹犹虚光源S1’S2’发出球面波
空间处处相干观察屏放E空间位置
处见干涉花样干涉非定域
干涉 果观察屏放垂直S1’S2’连线位置组心圆圆心S1’S2’连线屏交点E设E处（ES2’L）观察屏离中心E点远处某点PEP距离R两束光光程差 LL2d2R2L2R2
Ld时展开式略d2L2
L2LdL2d22dcos
式中 圆形干涉条纹倾角亮纹条件
2dcosk(k012)
式见点光源非定域圆形干涉条纹特点：
①d定时角相光线光程差相干涉情况完全相应级次形成光轴圆心心圆环
②d定时0干涉圆环心圆环中心处光程差
角越2d值根明纹条件k高级数0
cos越值越应干涉圆环越外级次k越低
③k定时果d逐渐减cos
增角逐渐减
篇二：迈克尔逊干涉研究性报告
研究性报告：
迈克尔逊干涉实验
第作者：梁炫烨学号：14151030
第二作者：刘观发学号：14151018
专业班级：北京航空航天学141511班
指导老师：张淼
迈克尔逊干涉仪美国物理学家迈克尔逊利分振幅方法获相干光设计种高精度干涉仪代物理代计量技术中着重应实验中熟悉迈克尔逊干涉仪结构掌握调整方法认识点光源非定域干涉条纹形成特点利干涉条纹变化测定光源波长然结果进行讨
关键词：迈克尔逊干涉仪干涉图样条纹吞吐
实验原理 1
（1）迈克尔逊干涉仪光路 1
（2）单色点光源非定域干涉条纹 1
二实验仪器 2
三步骤 2
（1）迈克尔逊干涉仪调整 2
（2）点光源非定域干涉条纹观察测量 3
四数记录处理 3
（1）原始数列表表示 3
（2）逐差法处理数 3
（3）计算确定度 4
五误差分析 5
六讨反思 6
（1）建议 6
（2）实验验教训总结 6
（3）实验感想收获体会 6
参考文献(References) 7
附（原始数片）： 8
实验原理
（1）迈克尔逊干涉仪光路
迈克尔逊干涉仪光路图示
光源S发出束光射分束板G1
光束分两部分部分G1半反
射膜处反射射面镜部分G1
投射射面镜M1G1全反射
面镜M1M2均成45°角两束光均
垂直射M1两束光均垂直射M1M2M2反射回光透半反射膜M2反射回光半反射膜反射二者汇集成束光E处观察干涉条纹光路中行板G2G1行材料厚度G1完全相补偿两束光光程差称补偿板
光路中M1′M1G1半反射膜反射形成虚两束相干光相M1′M2反射迈克尔逊干涉仪产生干涉条纹M2M1′间空气膜产生干涉条纹样
（2）单色点光源非定域干涉条纹
M2行M1′相距dS发出光M2说
S′发出光E处观察者说S′位
S2′样半反射膜G作M1处
S1′位置E处观察干涉条纹犹S1′
S2′发出球面波空间处处相干观察屏
放E空间位置干涉花纹
干涉非定域干涉
果观察屏放垂直S1′S2′位置组心圆圆心S1′S2′连线屏交点E设E处（ES2′L）观察屏离中心E点远处某点PEP距离R两束光光程差
L 2+2
L>>d时展开式略d2L2
L2 2cos 式中φ圆形干涉条纹倾角亮纹条件
2d φkλ (k012…)
式知：
①式知kφ定时果d逐渐减cosφ增φ角逐渐减说k级条纹d减时该圆环半径减现象干涉圆环缩果d逐渐增理现象干涉条纹外扩中央条纹缩外扩N次光程差变化2ΔdNλ式中Δdd变化量
λ2ΔdN
二实验仪器
迈克尔逊干涉仪氦氖激光器孔扩束镜毛玻璃
三步骤
（1）迈克尔逊干涉仪调整
① 调节激光器激光束水射M1M2反射镜中部垂直仪器导轨 首先M1M2背面三螺钉两微调拉簧均拧成半松然移动左右旋转激光器俯仰激光器入射M1M2反射镜中心M1M2放射回光点回激光束输出镜面中心
② 调节M1M2互相垂直 光源前放置孔激光束通孔入射M1M2根放射光点位置激光束做进步细调基础调整M1M2背面三方位螺钉两镜反射光斑均孔重合时M1M2基垂直
篇三：迈克尔逊干涉实验研究性报告
基础物理实验研究性报告——迈克尔逊干涉实验
目录
摘： 1
关键字： 1
引言 2
二 实验原理 3
1迈克尔逊干涉仪光路 3
2单色点光源非定域干涉 4
三 实验仪器 6
四 实验步骤 7
1迈克尔逊干涉仪调整 7
2点光源非定域干涉条纹观察测量 7
五 数记录处理 9
1原始数列表 9
2逐差法计算激光波长 9
六讨 11
1实验现象结果分析讨 11
2迈克尔逊干涉仪应 12
3迈克尔逊干涉仪调整实验体会建议 12
参考文献： 13
摘：
文利光分振幅法实现光干涉时助迈克尔逊干涉仪激光波长进行测量基础实验误差进行分析限数学功底次误差分析定性非定量时实验理解基础实验提出定改进
关键字：
迈克尔逊干涉仪非定域干涉条纹激光波长实验改进
引言
迈克尔逊干涉仪根光干涉原理制成精密测量仪器精密测量长度长度微变化等1881年美国物理学家迈克尔逊利分振幅法获相干光设计种高精度干涉仪
迈克尔逊合作者应种干涉仪进行著名太风实验否定太存相产生奠定基础国际迈克尔逊干涉仪光波长基准校正标准米尺根种干涉仪基原理研制出种具实价值干涉仪迈克尔逊干涉仪代物理代计量技术发展中起起着重作 [i]
二 实验原理
1迈克尔逊干涉仪光路
迈克尔逊干涉仪光路图图示光源S发出束
光射分束板G1光束分两部分：部分G1透射射
面镜M1G1全反射面镜M1M2均成45°两束光
均垂直射M1M2M2反射回光透半反反射
M1反射回光半反射膜反射汇集成束光E处观察干涉条纹光路中面板G2G1行材料厚度G1完全相补偿两束光光程差称补偿版
反射镜M1固定M2精密导轨前移动改变两光束间光程差M1M2背面3螺钉调节面镜方位M1方附2方垂直拉簧松紧M1支架产生微变形便精确调节M1
左图示光路中M1’M1
察G1半反射膜反射形成虚观着言两相干光束等价M1’
M2反射迈克尔逊干涉仪产生
额
气干涉花纹M2M1’间空膜产生干涉花纹样M1’
M2行视作折射率相厚
度相薄膜M1’M2相交视作折射率相夹角恒定楔形薄膜
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篇：迈克尔逊干涉仪研究性试验报告
基础物理实验研究性报告
迈克尔逊干涉实验
第作者：陈子豪
第二作者：李 硕
机械工程动化学院
目录
摘： 2
1实验原理 3
11迈克尔逊干涉仪光路 3
12单色点光源非定域干涉条纹 3
13迈克尔逊干涉仪机械结构 6
2实验仪器 7
3步骤 7
31迈克尔逊干涉仪调整 7
32点光源非定域干涉条纹观察测量 7
33数处理 8
4数记录处理 8
41实验数记录 8
42逐差法处理数 9
43计算确定度 9
44出终结果出相误差 10
5讨 11
51误差分析 11
（1）常见误差源 11
（2）空程误差 11
（3）M1M2严格垂直引起误差 12
（4）空气折射率变化引起误差 12
（5）圆环吞吐计数误差 12
52改进方案 13
53实验感想 14
6附录 14
61参考文献 14
62原始数 14
摘：
迈克尔逊干涉仪光学干涉仪中常仪器高度精确测定微长度光波长透明体折射率等等文利迈克尔逊干涉仪测量激光波长实验进行讨根采集数结果测量结果理结果误差进行定量分析根身实验验实验予评价改进意见
关键词：迈克尔逊干涉波长误差分析
Abstract
Michelson interferometer is one of the most common form of optical
interferometers by which we can determine the small length the wavelength of light and the refractive index of a transparent body with high accuracy This essay mainly focus on the experiment of measuring laser wavelength by Michelson interferometer by using the data collected from practice to quantitatively analyze the error source and give some assessment and improvement according to our own practical experiences
Keywords Michelson interferometer wavelength error analysis
1实验原理
11迈克尔逊干涉仪光路
迈克尔逊干涉仪光路图1示光源S发出束光射分束板G1光
束分两部分：部分G1半反
射膜处反射射面镜M2
部分G1透射射面镜M1
G1全反射面镜M1M2均成
45°角两束光均垂直射M1
M2M2反射回光透
半反射膜M1反射回光
半反射膜反射二者汇集成束光
E
G2G1行材料厚度G1完全相补偿两束光光程差称补偿板
反射镜M1固定M2精密导轨前移动改变两束光间光程差M1M2背面3螺钉调节面镜方位M1方附2方相互垂直拉簧松紧M1支架产生微变形便精确调节M1
图1示光路中M1’M1G1半反射膜反射形成虚观察者言两相干光束等价M1’M2反射迈克尔逊干涉仪产生干涉花纹M2M1’间空气膜产生干涉花纹样M1’M2行视作折射率相厚度相薄膜（时等厚干涉）M1’M2相交视作折射率相夹角恒定楔形薄膜
12单色点光源非定域干涉条纹
图2示M2行M1’相距d点光源S发出
束光M2说正S’处发出光样
SGS’GE处观察观察者说M2
镜面反射S’点光源处S2’处样
S’M2M2S2’半反射膜G作M1位置
处M1’位置样样E处观察者点光
源S处S1’位置处E处观察者观察
干涉条纹犹虚光源S1’S2’发出球面波
空间处处相干观察屏放E空间位置
处见干涉花样干涉非定域
干涉 果观察屏放垂直S1’S2’连线位置组心圆圆心S1’S2’连线屏交点E设E处（ES2’L）观察屏离中心E点远处某点PEP距离R两束光光程差 LL2d2R2L2R2
Ld时展开式略d2L2
L2LdL2d22dcos
式中 圆形干涉条纹倾角亮纹条件
2dcosk(k012)
式见点光源非定域圆形干涉条纹特点：
①d定时角相光线光程差相干涉情况完全相应级次形成光轴圆心心圆环
②d定时0干涉圆环心圆环中心处光程差
角越2d值根明纹条件k高级数0
cos越值越应干涉圆环越外级次k越低
③k定时果d逐渐减cos
增角逐渐减
篇二：迈克尔逊干涉研究性报告
研究性报告：
迈克尔逊干涉实验
第作者：梁炫烨学号：14151030
第二作者：刘观发学号：14151018
专业班级：北京航空航天学141511班
指导老师：张淼
迈克尔逊干涉仪美国物理学家迈克尔逊利分振幅方法获相干光设计种高精度干涉仪代物理代计量技术中着重应实验中熟悉迈克尔逊干涉仪结构掌握调整方法认识点光源非定域干涉条纹形成特点利干涉条纹变化测定光源波长然结果进行讨
关键词：迈克尔逊干涉仪干涉图样条纹吞吐
实验原理 1
（1）迈克尔逊干涉仪光路 1
（2）单色点光源非定域干涉条纹 1
二实验仪器 2
三步骤 2
（1）迈克尔逊干涉仪调整 2
（2）点光源非定域干涉条纹观察测量 3
四数记录处理 3
（1）原始数列表表示 3
（2）逐差法处理数 3
（3）计算确定度 4
五误差分析 5
六讨反思 6
（1）建议 6
（2）实验验教训总结 6
（3）实验感想收获体会 6
参考文献(References) 7
附（原始数片）： 8
实验原理
（1）迈克尔逊干涉仪光路
迈克尔逊干涉仪光路图示
光源S发出束光射分束板G1
光束分两部分部分G1半反
射膜处反射射面镜部分G1
投射射面镜M1G1全反射
面镜M1M2均成45°角两束光均
垂直射M1两束光均垂直射M1M2M2反射回光透半反射膜M2反射回光半反射膜反射二者汇集成束光E处观察干涉条纹光路中行板G2G1行材料厚度G1完全相补偿两束光光程差称补偿板
光路中M1′M1G1半反射膜反射形成虚两束相干光相M1′M2反射迈克尔逊干涉仪产生干涉条纹M2M1′间空气膜产生干涉条纹样
（2）单色点光源非定域干涉条纹
M2行M1′相距dS发出光M2说
S′发出光E处观察者说S′位
S2′样半反射膜G作M1处
S1′位置E处观察干涉条纹犹S1′
S2′发出球面波空间处处相干观察屏
放E空间位置干涉花纹
干涉非定域干涉
果观察屏放垂直S1′S2′位置组心圆圆心S1′S2′连线屏交点E设E处（ES2′L）观察屏离中心E点远处某点PEP距离R两束光光程差
L 2+2
L>>d时展开式略d2L2
L2 2cos 式中φ圆形干涉条纹倾角亮纹条件
2d φkλ (k012…)
式知：
①式知kφ定时果d逐渐减cosφ增φ角逐渐减说k级条纹d减时该圆环半径减现象干涉圆环缩果d逐渐增理现象干涉条纹外扩中央条纹缩外扩N次光程差变化2ΔdNλ式中Δdd变化量
λ2ΔdN
二实验仪器
迈克尔逊干涉仪氦氖激光器孔扩束镜毛玻璃
三步骤
（1）迈克尔逊干涉仪调整
① 调节激光器激光束水射M1M2反射镜中部垂直仪器导轨 首先M1M2背面三螺钉两微调拉簧均拧成半松然移动左右旋转激光器俯仰激光器入射M1M2反射镜中心M1M2放射回光点回激光束输出镜面中心
② 调节M1M2互相垂直 光源前放置孔激光束通孔入射M1M2根放射光点位置激光束做进步细调基础调整M1M2背面三方位螺钉两镜反射光斑均孔重合时M1M2基垂直
篇三：迈克尔逊干涉实验研究性报告
基础物理实验研究性报告——迈克尔逊干涉实验
目录
摘： 1
关键字： 1
引言 2
二 实验原理 3
1迈克尔逊干涉仪光路 3
2单色点光源非定域干涉 4
三 实验仪器 6
四 实验步骤 7
1迈克尔逊干涉仪调整 7
2点光源非定域干涉条纹观察测量 7
五 数记录处理 9
1原始数列表 9
2逐差法计算激光波长 9
六讨 11
1实验现象结果分析讨 11
2迈克尔逊干涉仪应 12
3迈克尔逊干涉仪调整实验体会建议 12
参考文献： 13
摘：
文利光分振幅法实现光干涉时助迈克尔逊干涉仪激光波长进行测量基础实验误差进行分析限数学功底次误差分析定性非定量时实验理解基础实验提出定改进
关键字：
迈克尔逊干涉仪非定域干涉条纹激光波长实验改进
引言
迈克尔逊干涉仪根光干涉原理制成精密测量仪器精密测量长度长度微变化等1881年美国物理学家迈克尔逊利分振幅法获相干光设计种高精度干涉仪
迈克尔逊合作者应种干涉仪进行著名太风实验否定太存相产生奠定基础国际迈克尔逊干涉仪光波长基准校正标准米尺根种干涉仪基原理研制出种具实价值干涉仪迈克尔逊干涉仪代物理代计量技术发展中起起着重作 [i]
二 实验原理
1迈克尔逊干涉仪光路
迈克尔逊干涉仪光路图图示光源S发出束
光射分束板G1光束分两部分：部分G1透射射
面镜M1G1全反射面镜M1M2均成45°两束光
均垂直射M1M2M2反射回光透半反反射
M1反射回光半反射膜反射汇集成束光E处观察干涉条纹光路中面板G2G1行材料厚度G1完全相补偿两束光光程差称补偿版
反射镜M1固定M2精密导轨前移动改变两光束间光程差M1M2背面3螺钉调节面镜方位M1方附2方垂直拉簧松紧M1支架产生微变形便精确调节M1
左图示光路中M1’M1
察G1半反射膜反射形成虚观着言两相干光束等价M1’
M2反射迈克尔逊干涉仪产生
额
气干涉花纹M2M1’间空膜产生干涉花纹样M1’
M2行视作折射率相厚
度相薄膜M1’M2相交视作折射率相夹角恒定楔形薄膜
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