物理探究性实验报告.docx

物理探究性实验报告.docx北京航空航天大学BE丨HANGUNIVERSITY物理探究性实验报告——光的干涉实验(分振幅法)第一作者:第二作者:二O—三年十二月五日目录摘要 1实验原理 3实验仪器 10实验步骤10数据记录与处理错误!未定义书签。实验原始数据错误!未定义书签。迈克尔逊干涉错误!未定义书签。牛顿环干涉错误!未定义书签。实验数据处理错误!未定义书签。迈克尔逊干涉错误!未定义书签。牛顿环干涉错误!未定义书签。实验收获与感想13实验改进方法及建议15实验建议错误!未定义书签。实验改进方案——调整18参考文献20摘要当一束光投射到两种透明媒质的分界面上,光能一部分反射,另一部分折射。这方法叫做分振幅法。这些反射光波在空间相遇而形成的干涉现象。由于上下表面的反射光来自同一入射光的两部分,只是经历不同的路径而有恒定的相位差,因此它们是相干光。在此研究性报告中,我们将介绍迈克尔逊干涉和牛顿环干涉实验的实验原理和步骤,进行数据处理与不确定度计算,以及误差来源的定量分析,并给出改进方案。关键字光的干涉分振幅法迈克尔逊干涉牛顿环干涉AbstractWhenabeamoflightontotheinterfacebetweentwotransparentmedia,lightreflectionofonepart,,phaseonlythroughdifferentpathsandconstantdifference,,weintroduceMichelsonandNewtonringinterferenceexperimentprincipleandstepinterferenceexperiment,dataprocessingandcalculationofuncertainty,andthequantitativeanalysisofthesourcesoferror, DivisionofamplitudeMichelsoninterferometer ,,.将光束分为两部分:一部分从IG1的半反射膜处反射,射向平面镜M2;另一部分从G1透射,射向平面镜Ml。0G1和全反射平面镜Ml、M2均成45。角,所以两束光均垂直射到Ml>M2上。从M2反射回来的光,透过半反射膜;从Ml反射回来的光,为半反射膜反射。二者汇集成一束光,在E处即可观察到干涉条纹。光路中另一平行平板G2与G1平行,其材料及厚度与G1完全相同,以补偿两束光的光程差,称为补偿板。反射镜Ml是固定的,M2可以在精密导轨上前后移动,以改变两束光之间的光程差。Ml,M2的背面各有3个螺钉用来调节平而镜的方位。Ml的下方还附有2个方向相互垂直的拉簧,松紧它们,能使Ml支架产生微小变形,以便精确地调节Ml。在图1所示的光路中,MF是Ml被G1半反射膜反射所形成的虚像。对观察者而言,两相干光束等价于从和M2反射而来,迈克尔逊干涉仪所产生的干涉花纹就如同M2与之间的E空气膜所产生的干涉花纹一样。若与M2平行,则可视作折射率相同、厚度相同的薄膜(此时的为等厚干涉);若与M2相交,则可视作折射率相同、夹角恒定的楔形薄膜。,M2平行且相距为d。点光源S发出的一束光,对M2来说,正如<处发出的光一样,即SG=SZG;而对于在E处观察的观察者来说,由于M2的镜面反射,<点光源如处于S丫处一样,即S/M2=M2S2,o又由于半反射膜G的作用,Ml的位置如处于M"的位置一样。同样对E处的观察者,点光源S如处于S"位置处。所以E处的观察者多观察到的干涉条纹,犹如虚光源Sl\S丫发出的球面波,它们在空间处处和干,把观察屏放在E空间不同位置处,都可以见到干涉花样,所以这一干涉是非定域干涉。如果把观察屏放在垂直与Sl\S丫连线的位置上,则可以看到一组同心圆,而圆心就是S〃、S丫的连线与屏的交点E。设在E处(ES2JL)的观察屏上,离中心E点远处有