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迈克尔逊干涉实验分析与改进和测量塑料的折射率及优越性 第2页

更新时间:2016-10-8:  来源:毕业论文
引言
迈克尔逊干涉仪即是个常用的观察仪器和测量仪器,而且迈克尔逊干涉实验是一个重要的大学物理实验。而在做迈克尔逊干涉实验时,会出现由于操作不当出现的明亮光斑、弯曲的干涉条纹、干涉图纹较少、直线和双曲线相间的图纹[1];
分光镜和补偿镜放置错误[2];干涉条纹的粗细[3]这些问题进行了分析和处理。传统的迈克尔逊干涉仪用来测量单色光的波长、光程差和观察白光干涉现象。近来,迈克尔逊干涉仪被用来用白光作为光源利用零光程差法测量通明物质的折射率[4];把迈克尔逊干涉仪与一套相匹配的附加装置相结合用激光器作为光源测量液体的折射率[5];用激光器作为光源利用测量等倾干涉条纹的直径大小来测量通明塑料物质的折射率和厚度[6]。本文来自辣-文`论!文&网,毕业论文 www.751com.cn 加7位QQ324~9114找原文
本文对做迈克尔逊干涉实验时,出现的文献中暂未出现过的激光光源发出的光不与平面镜垂直的问题,并整理了文献中做实验时常出现的异常现象进行理论分析,并结合实验提出了处理和改进方法。用迈克尔逊干涉仪测量了激光器发出激光的波长,并以此激光作为光源利用迈克尔逊干涉仪和零光程差法测量透明塑料板的折射率。之后,将这种测量方法与用白光作为光源利用零光程差测量的方法、用激光器发出的激光作为光源并附加一套配套装置的测量方法和用激光器发出的激光作为光源并测量干涉条纹直径的测量方法比较,有精度高、操作简便的优越性。
1. 迈克尔逊干涉实验及测量原理
1.1 迈克尔逊干涉实验原理
迈克尔逊干涉实验干涉仪光路原理图如图1所示:
图1  迈克尔逊干涉仪光路图
光源S发出的激光沿光路经过倾斜分光镜被分成振幅相对的相互垂直的反射光束①和透射光束②,反射光束①近似与垂直的入射到可移动的平面镜后经原光路返回到分光镜又被反射到光屏;透射光束②透过补偿镜G2后,又近似与垂直入射到后固定的平面镜经原光路透射补偿镜G2过随后入射到分光镜经反射后入射到光屏E,这一光路的光束可以视为由虚镜反射出来的。因为两束光是由同一光源发出的,又经历的光媒介相同,故两束光的光学性质相同,又因为两束光的经过的光程不同具有光程差,因此这两束光是相干光,具有相干性[1]。
当平面镜和平面镜严格垂直即是平面镜与平面镜的虚境严格平行,这是得到的干涉图样是等倾干涉图样,干涉图样为明暗相间的同心圆环。当反射光束①和透射光束②的光程差为,此时分为两种情况,第一种是波长的整数倍(,),这是得到的明条纹;第二种情况是半波长(,),这时得到的是暗条纹。
干涉圆环中心,,级次最大。
自内向外依次递减,当每减少时,中央对应的条纹就减少1,原来的中心条纹消失,将看到同心等倾条纹向中心缩陷;同样的增大时,会有中心条纹冒出,即同心等倾条纹向外突出[7]。

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