用迈克尔逊干涉仪测空气的折射率PB05210153蒋琪实验原理迈克尔逊干涉仪是一种典型的分振幅干涉仪,本实验要求自己组装迈氏干涉仪,M1和M2之间的距离每改变半个波长,其中心就“生出”或“消失”一个圆环。两平面反射镜之间的距离增大时,中心就“吐出”一个个圆环。反之,距离减小时中心就“吞进”一个个圆环,同时条纹之间的间隔(即条纹的稀疏)也发生变化。由公式Δh=12nλ可知,只要读出干涉仪中M1移动的距离Δh和数出相应吞进(或吐出)的环数就可求得波长。本实验中是通过改变气压从而改变光程差,通过数中心吐出圆环的数目来测量光程差。光程差△d=n(P+△P)·s一n(P)·s=(N(P+△P)一N(P))·入,而折射率随压强的变化率ΔnΔP=n(P+ΔP)−n(P)ΔP,由上面可以推得ΔnΔP=ΔNΔP⋅λ2l,记录数据算出(ΔNΔP),就可以算出,由n(p)=n(p=0)+ΔnΔp⋅p就可以推算P下的空气折射率。实验仪器光学平台;HeNe激光;调整架,35x35mm;平面镜,30x30mm;磁性基座;分束器50:50;透镜,f=+20mm;白屏;玻璃容器,手持气压泵,组合夹具,T形连接,适配器,软管,硅管。实验内容1.装置建立和调整:注:下文括号中的数字表示的坐标仅适用于开始阶段的粗调。a)参照图1摆放元件,推荐的光束高度130mm。b)使用调整镜M1(1,8)和镜M2(1,4)调整光路时,光线要沿着平台上y=4的直线延伸。c)最初不需要放置分束器BS,光线直射M3(9,4),被M3反射后的光线能够和M2上初始光点重合。然后放置分束器在(6,4),BS的镀膜面朝向镜M2,这样一部分的光仍然可无阻碍的到达M3,另外的光射到M4(6,1)。d)现在屏SC(6,6)上出现两个光点,调整M4使它们重合,此时观测到的应是一个轻微抖动的亮点。放置透镜L在(1,7),屏上出现干涉条纹,细调M4能够使干涉图象为一组同心圆环。图12.实验a)将容器c放置在(6,2.5)处,且其前后表面要和M4及BS间的光线传播方向垂直,容器的前后表面请不要用手接触,以保持表面光洁。b)手持压力泵与软管相连,通过夹具固定在磁性基座(8.5,1.5)上,接到容器c的一个开口处,c的另一个开口端要用软塞封闭。记录压力泵的初始值。c)使用压力泵降低容器内的压强,当干涉图样的中心出现第一个光强最小时(暗条纹),记录此时的压强值。d)继续降低容器内的压强,记录干涉圆环的变化数量和相应的压强值,并将数据记入表格,要求记录至少五组。计算。(e)由公式和推算P下的空气折射率。其中实验数据及其处理1.压力泵的初始值为:-700hPa2.第一个暗条纹时的压强...