班級： 姓名： 學號： 實驗日期：
一、實驗目的
1.了解麥可遜干涉儀的結構和原理，掌握調節方法；
2.利用點光源產生的同心圓干涉條紋測定單色光的波長。
二、儀器及用具（名稱、型號及主要引數）
麥可遜干涉儀，he-ne雷射器，透鏡等
三、實驗原理
麥可遜干涉儀原理如圖所示。兩平面反射鏡m1、m2、光源 s和觀察點e（或接收屏）四者北東西南各據一方。m1、m2相互垂直，m2是固定的，m1可沿導軌做精密移動。
g1和g2是兩塊材料相同薄厚均勻相等的平行玻璃片。g1的乙個表面上鍍有半透明的薄銀層或鋁層，形成半反半透膜，可使入射光分成強度基本相等的兩束光，稱g1為分光板。g2與g1平行，以保證兩束光在玻璃中所走的光程完全相等且與入射光的波長無關，保證儀器能夠觀察單、複色光的干涉。
可見g2作為補償光程用，故稱之為補償板。g1、g2與平面鏡m1、m2傾斜成45°角。
如上圖所示一束光入射到g1上，被g1分為反射光和透射光，這兩束光分別經m1和m2』反射後又沿原路返回，在分化板後表面分別被透射和反射，於e處相遇後成為相干光，可以產生干涉現象。圖中m2』是平面鏡m2由半反膜形成的虛像。觀察者從e處去看，經m2反射的光好像是從m2』來的。
因此干涉儀所產生的干涉和由平面m1與m2』之間的空氣薄膜所產生的干涉是完全一樣的，在討論干涉條紋的形成時，只需考察m1和m2兩個面所形成的空氣薄膜即可。兩面相互平行可到面光源在無窮遠處產生的等傾干涉，兩面有小的夾角可得到面光源在空氣膜近處形成的等厚干涉。若光源是點光源，則上述兩種情況均可在空間形成非定域干涉。
設m1和m2』之間的距離為d，則它們所形成的空氣薄膜造成的相干光的光程差近似用下式表示
若m1與m2平行，則各處d相同，可得等傾干涉。系統具有軸對稱不變性，故屏e上的干涉條紋應為一組同心圓環，圓心處對應的光程差最大且等於2d,d越大圓環越密。反之中心圓斑變大、圓環變疏。
若d增加，則中心「冒出」乙個條紋，反之d減小，則中心「縮排」乙個條紋。故干涉條紋在中心處「冒出」或「縮排」的個數n與d的變化量△d之間有下列關係
即λ =
根據該關係式就可測量光波波長λ或長度△d。
四、實驗步驟及操作
1. 單擊登陸進入實驗大廳
2. 選擇光學實驗單擊
3. 雙擊麥可遜干涉儀進入實驗介面
4. 在實驗介面單擊右鍵選擇「開始實驗」
5. 調節儀器。（抓圖）
6. 測量：由測量波長關係式可知，λ是以定值，平移m1來改變d，觀察等傾圓環條紋的變化規律並記錄。
每「冒出」或「縮排」50個圓環（**亮斑最大）記錄一次m1鏡的位置，連續9次，用逐差法處理實驗資料。（抓圖）
五、資料記錄及處理
1. 資料列表
表1平面鏡m1位置變化測量
2. 資料處理
由上表知|△d|=0.075202mm n= 250
ua=5.77350*10-6m
ub=1.08305*10-6m
∴u△d=5.87421*10-6m
∴uλ=2uδd/n =46.99368nm
計算平均值λ= (2△d)/n = 601.616nm
根據標準值λ標= 632.8nm
百分相對誤差:
e=(|λ-λ標|)/λ標×100%=(|601.616-632.8|)/632.8×100%=4.927%
∴λ= (601.62 +46.99)nm
六、回答預習思考題
1.測he-ne雷射波長時，要求n盡可能大，這是為什麼？對測得的資料應採用什麼方法進行處理？
答：n越大所測得的波長的精確度就越高，對實驗測得的資料採用逐差法進行處理。
2.從實驗原理圖1中看，如果把干涉儀中的補償板b去掉，會影響到哪些測量？哪些測量不受影響？
答：補償板有兩個作用，其一是補償光程，其二是消色差，且最主要作用為消色差。補償板b的作用是使光程差僅由m1、m2的位置決定，若去掉b，那麼光程差還受到平行板厚度、傾角、折射率等因素的影響。
綜合分析可以知道，這樣的話會使各個刻度的測量帶來影響，而對於圓環數n則沒有影響。
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