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光场的时间相干性
请带实验报告预习部分到考勤册处签
到,并按考勤册上的桌号入座;
实验前先阅读并遵守桌面上卡片上的注
意事项!
请勿大声喧哗,手机关机或设为振动;
请将书包等物品放入实验桌侧下的柜子
里桌面仅留实验用品。
注意事项
激光器点亮瞬间高压,注意安全!实验中激光器闪烁或熄灭请及时关闭电源并报告老师。
爱护眼睛!勿直视激光束!
光学表面勿触碰,有问题请老师指导解决。
调节螺丝等轻拧轻转,勿硬性操作损坏仪器。
实验结束时将调节螺丝转至松开位置。
实验目的
学习并掌握迈克耳逊干涉实验中的光路调节技术;
研究光拍现象,进而测量钠黄光两条谱线之间的波长差;
观察 白光的干涉条纹,估测白光光源的相干长度和谱线宽度。
扩束透镜
观察屏
分光板G1
补偿板G2
定反射镜
M2
粗动
手轮
微动
手轮
竖直调
节螺丝
水平调节
螺丝
氦氖激光光源
实验仪器
动反射镜
M1
光路图
S
E
G1
G2
M1
M2
两束光在空间相遇产生干涉
干涉条件 ?
频率相同、振动方向一致、相位差恒定
实验原理
问题:d (光程差)过大
导致干涉条纹模糊甚至
消失?
光源的时间相干性
相干长度Lm
相干时间tm
1、摆正干涉仪,两反射镜后的螺丝置中间位置,M1,M2(40mm)等距,激光射向M2中部 (勿对眼睛)
实验内容
2、粗调光路
a. 调节激光器及M2后的三个螺钉,使激光束垂直入射到M2,并基本沿原路返回(最亮的进入小孔)
b. 调M1螺丝,使观察屏上两排光点中最亮的两光点重合
3、细调光路
a、点光源入射,均匀照亮分光板;调手轮,观察同心圆条纹
b、屏上出现2-3个完整的圆环
读数系统
主尺+读数窗口+微调手轮读数
32+0.36+0.00621=32.36621 (mm)
主尺+读数窗口
+微调手轮读数
记录数据时,如何校准空程差: P229
3、两手轮转动方向始终一致,与实验中动反射镜将要移动的方向对应
1、微动手轮的“0”刻度值与其读数定标线对齐
2、粗动手轮的任一分格线与其读数定标线对齐
实验内容1:钠黄光(双线)
利用氦氖激光实现点光源,从而调出非定域干涉,
并使观察屏上出现2到3个完整圆环出现在视场中央,
利用毛玻璃实现扩展光源,从而给出等倾干涉,
注意:条纹不要过密
移去氦氖激光器和扩束镜,用钠光灯替换,得到钠
黄光的等倾干涉。
转动粗动手轮,观察条纹由清晰-消失-清晰-消
失(光拍)现象
测量钠黄光两条谱线之间的波长差:
编号
条纹吞吐50圈
M1的位置/mm
编号
条纹吞吐50圈
M1的位置/mm
δd/mm
d0
d4
d1
d5
d2
d6
d3
d7
平均波长
注意:数条纹前按要求校正读数装置;
相邻两次条纹可见度最小时对应
的动镜移动距离
实验内容2:白光
利用氦氖激光实现点光源,从而调出非定域干涉,
并使观察屏上出现2到3个完整圆环出现在视场中央,
利用毛玻璃实现扩展光源(扩束镜也可移去),从而
给出等倾干涉。注意:条纹尽量稀疏
调节M2的两个微调螺丝,使M1和M2’之间有很小的夹
角,得到等厚干涉。缓慢调节粗动手轮得到直条纹。
在毛玻璃和激光器之间放上白炽灯,缓慢调节微调手
轮,观察白光的干涉条纹。
550nm
白光的干涉条纹隐约要出现到消失过程中动反
射镜移动的距离。只有几个微米,注意用微调
手轮!
选作:有条件的同学可以用相似方法估测一下钠
光的相干长度和谱线宽度。
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