钠双黄线波长差实验报告

西安理工大学实验报告

成绩

课程名称： 普通物理实验

实验日期：2011年4月14日

实验日期：2011年4月14日

交报告日期：2011年4月21日

报告退发： （订正、重做）

教师审批签字：

姓名： 赵汝双 学号： 3090831033

实验名称：

迈克尔孙干涉仪测量钠黄双线波长差

实验目的

进一步熟悉迈克耳孙干涉仪的调整方法

利用等倾干涉条纹测定钠黄双线波长差

仪器与用具

迈克耳孙干涉仪、钠光源

?［原理］

钠光灯的黄光包括两条波长相近的谱线：

? λ1 = 589.593 nm, λ2 = 588.996nm

? 利用迈克耳孙干涉仪可以测量其波长差

实验原理

?反射光束①和②的光程差为 Δ=2dcosi；凡相同的入射角i，①和②有相同的光程差，从而对应干涉条纹图样中的同一条纹，故称等倾干涉；

?从S上一点沿同一圆锥面发射的光，是以相同倾角入射到镜面，因而经透镜或直接人眼观测，得到圆条纹.

在λ1的某一级k0上，当光程差满足：

L0=k0λ1=(k0+N) λ2

其中N整数时，两组干涉条纹完全重叠，条纹很清晰；

当光程差满足：

L1=k1λ1=(k2+1/2) λ2

两组条纹明暗叠加，条纹模糊；

测量公式： ()

?其中：λ12为钠双线的平均波长，Δd 为出现相邻模糊场（或清晰场）M1 镜移动的距离.

实验步骤

⒈ 调整仪器? 调出干涉条纹

粗调：

（1）目测等高共轴;

（2）调节光源与毛玻璃的位置，使入射光经过毛玻璃后大致平行地射向分光板，并照满整个视场；

（3）转动粗动手轮，使分光板镀膜面中心到M1、M2两镜间的距离大致相等（主尺位置约35mm)；

（4）将M2的两个微调螺丝(水平与竖直)旋到适当位置(内外各留一半).

细调：

（1）调节 M1，M2’平行，在分光板与毛玻璃之间水平与竖直地各放一枚大头针, 调节M1和M2’ 镜背后的三对小螺丝,直到针象完全重合；

注意：三对小螺丝应对应调整,且松紧度适中；

（2）将头上下左右稍稍摆动, 若有较大的视差,可通过M1镜的前后移动,使视差尽量小；

针的像在两个方向上都重合了,一般即可看到干涉条纹.

⒉ 圆条纹调节

（1）条纹刚调出时，一般为很密的直线或圆弧，可调节三对小螺钉，使变圆。可调节M1 镜使条纹不断由中心陷入而逐渐变粗，一般以在视场中剩下3-5个圆条纹适宜；

（2）眼睛左右移动，条纹有冒出或收缩情况，调节M2的水平螺钉，眼睛上下移动，条纹有大小变化，则调节M2的竖直螺钉，直到眼睛移动，圆条纹大小不变；

如果视场中出现的圆条纹太密, 对比度很差时,可由调节M1镜的前后位置而得到改善.

3. 波长差测定

转动粗（微）动手轮，移动M1镜，记录相邻视见度为零(条纹最模糊不清) 时M1镜的位置d；

测六次，利用逐差法计算Δd，代入公式计算波长差，并根据给出的波长差数值，计算测试的相对误差.

数据处理

测量次数n

1

2

3

4

5

第n次读数

54.73043

55.05909

55.36653

55.60421

55.95432

测量次数

6

7

8

9

10

第n+5读数

56.23284

56.53233

56.83239

57.05169

57.35179

（mm）

1.50241

1.47324

1.46586

1.44748

1.39747

（mm）

0.29146

0.596nm

由公式知=0.596nm

误差分析

E==0.168%