迈克尔逊干涉仪的调整与实际应用wht.docVIP

4.数据处理 2.1 单色光波长的测量 测量次数 C镜位置/mm 测量次数 C镜位置/mm N-N/mm N 28.50889 N 28.54435 0.03546 N 28.51801 N 28.55331 0.03530 N 28.52685 N 28.56231 0.03546 N 28.53591 N 28.57146 0.03555 Average Value Δd /mm 0.03555 由公式 λ＝2Δd／Nλ＝λ＝ Δλ＝=0.24%。 2.2 空气折射率的测量 室温 t==22.5℃ , t=22.4℃ 大气压 ==756.2 mmHg L=187.8+0.1mm; =633.0nm; m=30 i /MPa /MPa -/MPa 1 0.0950 0.0765 0.0185 2 0.0950 0.0758 0.0192 3 0.0950 0.0763 0.0187 4 0.0950 0.0758 0.0192 5 0.0950 0.0762 0.0188 6 0.0950 0.0764 0.0186 7 0.0950 0.0766 0.0184 Average P/MPa 0.0188 通过修正公式来对大气压强的具体值进行修正。 H=756.0mmHg， P=(H+H)*133.32=[756.0-(18.2-1.9)*10Ht]*133.32 =753.2mmHg *133.32Pa/mmHg=100421Pa 误差估算: （1） 由式 得 所以， （2）一般说在15℃-30℃范围内，由式得出的（n-1）（n-1）==0.000267＝0.0000029=1.09%。 5．思考题 5.1迈克耳逊干涉仪的调整和使用 5.1.1怎样调整仪器才能在迈克耳逊干涉仪上观察到等倾条纹？实验中根据什么现象就能判断确实是等倾条纹？测量钠光波长时，为什么一定要调出等倾条纹？ 答：如果想要通过迈克耳逊干涉仪得到等倾条纹，保证C镜和D镜的垂直时至关重要的。在水平面上要求二者完全垂直，在垂直方向上要求两镜完全平行，此时才能得到理想的等倾条纹。而且钠光有两个特征波长，钠黄光灯实际上由=589.6nm和=589.0两种波长像差很小的光组成，因此，会出现两套圆环叠加的情况。改变光程差是，将循环出现明条纹与暗条纹光强对比度的变化。慢慢转动手轮，广插对比度变化的情况，选定对比度较高而且干涉圆圈疏密合适的区域作为测量区。 等倾条纹只与入射光的角度有关，与观测者的角度无关，故当观测者左右移动时，环形条纹无明显变化（既不缩进也不冒出），此时条纹为等倾条纹。 在钠光波长的测量过程中，由于需要用逐差法进行计算，故需要大量数值点作为处理数据源。等倾条纹可以极好地满足这个要求，提供大量的条纹变化以供测量。如果是等厚条纹的话，因为条纹数目与空气劈尖的横向长度有关，故无法提供足够数目的条纹以供测量。 5.1.2什么是空程？测量时应如何操作以避免引入空程？ 答：由于转动微动鼓轮时，手轮随之转动。但在转动手轮时，鼓轮并不随着转动。所以在实验中有可能引入空程。空程即转动鼓轮或手轮时等倾条纹并未发生变化，但读数时却被计入两数据点之间的距离。具体说就是例如某次数据测量后，得到C镜位置为d1，由于错误操作，导致转动鼓轮后，条纹并未发生变化。转动鼓轮一定距离S后，条纹又开始移动。到测量下一个数据点时，得到C镜的位置为d2，则在计算得到的两数据点间的距离D=d2-d1中存在S为空程。 为了避免引入空程，造成实验误差，我们按以下方法来进行操作：将鼓轮15沿顺时针方向旋转至零，然后以同方向转动手轮13使之对齐某一刻度。这以后，在测量时只能仍以相同方向转动鼓轮使C镜移动，这样才能使手轮与鼓轮二者读数相互配合。为了使测量结果正确，避免引入空程，调整好零点以后，还应将鼓轮按原方向转几圈，直到干涉条纹开始移动后，才可开始读数测量。 5.1.3调节圆形条纹时，眼睛从左向右运动，看到条纹冒出三个，从右向左移动，看到条纹所近三个，此时C，D’成什么关系？ 答：在此条件下，条纹的级次并非由光入射角决定，而是由观测者的位置决定，该条纹可能是等厚条纹，C与D’两镜斜交。观察者左右移动观察到的是经过不同空气层厚度的干涉光，因而条纹会出现缩进或冒出的变化。 5.1.4是否所有的圆形条纹组都是等倾条纹？举例说明。 答：并非所有的圆形条纹都是等倾条纹。例如小孔衍射后的得到的条纹也是圆形条纹。 5.1.5在等倾干涉花样的调整和单色光波长的测量试验任务中，观察到等倾条纹后，改用白炽光源，还能否看到等倾条纹？ 答：改用白炽光源后，只能看到视场中央处的明纹或暗纹，其他的条纹均变模糊。这是因为白炽光源中各种波长的光混合作用时，其形成等倾条纹的分布情况是