迈克尔逊干涉仪精度?

admin 泰里仪器网 2024-10-21 05:44 0 阅读

一、迈克尔逊干涉仪精度?

迈克尔逊干涉仪,是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作,为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。通过调整该干涉仪,可以产生等厚干涉条纹,也可以产生等倾干涉条纹。

主要用于长度和折射率的测量,若观察到干涉条纹移动一条,便是M2的动臂移动量为λ/2,等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。在近代物理和近代计量技术中,如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。利用该仪器的原理,研制出多种专用干涉仪。

技术参数:1、测量透明薄膜厚度范围0-300nm,折射率1.30-2.49 2、起偏器、检偏器、1/4波片刻度范围0°-360°,游标读数0.1°3、测量精度:±2nm.4、入射角ψ=70°,K9玻璃折射率n=1.515.5、消光系数:0,空气折射率1,配有光电探头,检流计.(本型号不含分光计主计)

二、迈克尔逊干涉仪的应用?

迈克尔逊干涉仪的最著名应用即是它在迈克尔逊-莫雷实验中对以太风观测中所得到的零结果,这朵十九世纪末经典物理学天空中的乌云为狭义相对论的基本假设提供了实验依据。

除此之外,由于激光干涉仪能够非常精确地测量干涉中的光程差,在当今的引力波探测中迈克尔逊干涉仪以及其他种类的干涉仪都得到了相当广泛的应用。

激光干涉引力波天文台(LIGO)等诸多地面激光干涉引力波探测器的基本原理就是通过迈克尔逊干涉仪来测量由引力波引起的激光的光程变化,而在计划中的激光干涉空间天线(LISA)中,应用迈克尔逊干涉仪原理的基本构想也已经被提出。

迈克尔逊干涉仪还被应用于寻找太阳系外行星的探测中,虽然在这种探测中马赫-曾特干涉仪的应用更加广泛。

迈克尔逊干涉仪还在延迟干涉仪,即光学差分相移键控解调器(Optical DPSK)的制造中有所应用,这种解调器可以在波分复用网络中将相位调制转换成振幅调制。

三、迈克尔逊干涉仪读数步骤?

1. 迈克尔逊干涉仪的读数步骤包括:调整反射镜位置、调整半反射镜位置、调整干涉环位置、记录干涉环的圆心位置和半径大小。2. 调整反射镜位置是为了让激光光线在反射镜上反射回来,并与原来的光线重合。调整半反射镜位置是为了让激光光线在半反射镜上分成两束,并让其中一束光线通过半反射镜进入干涉环。3. 调整干涉环位置是为了使干涉环的明暗条纹清晰可见。干涉环的圆心位置和半径大小是通过记录不同干涉环的位置和半径大小,计算出干涉仪中心的位置和激光波长的大小。4. 这些步骤需要耐心细致地进行,才能得到准确的读数结果。

四、迈克尔逊干涉仪的最大特点?

该干涉仪最大特点是光路全封闭,光纤两臂可绕成任意形状,结构灵活,抗电磁干扰,对被测介质影响小,适应性强等特点,因此,它的应用可以延伸到许多传统干涉仪的禁区,例如用于恶劣环境的高灵敏度传感、水声探测和地下核爆核查测试。

它是许多高灵敏度光纤传感器的重要物理基础。

由于光纤两个反射臂中的光传导特性可以受到温度、压力等外在条件的影响,所以,光纤迈克尔逊干涉仪可以实现光纤应变、温度等物理量的测量。

五、迈克尔逊干涉仪的测量值?

迈克尔逊干涉仪,是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作,为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。通过调整该干涉仪,可以产生等厚干涉条纹,也可以产生等倾干涉条纹。

主要用于长度和折射率的测量,若观察到干涉条纹移动一条,便是M2的动臂移动量为λ/2,等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。在近代物理和近代计量技术中,如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。利用该仪器的原理,研制出多种专用干涉仪。

技术参数:1、测量透明薄膜厚度范围0-300nm,折射率1.30-2.49 2、起偏器、检偏器、1/4波片刻度范围0°-360°,游标读数0.1°3、测量精度:±2nm.4、入射角ψ=70°,K9玻璃折射率n=1.515.5、消光系数:0,空气折射率1,配有光电探头,检流计.(本型号不含分光计主计)。

六、迈克尔逊干涉仪实验步骤?

一、光路调节

刚进入本实验程序时,实验桌上只有一个迈克尔逊干涉仪。

从仪器栏拖入HeNe激光器和短焦透镜,放置好位置。

双击激光器打开调节界面,点击电源开关打开电源,关闭调节界面。

双击小孔光阑打开调节界面。调节高度,并注意桌面上的干涉仪,当激光恰好可以通过小孔光阑照在干涉仪上时停止调节,关闭调节窗口。

双击迈克尔逊干涉仪,点击观察屏(毛玻璃)。鼠标按下M2镜上的三个旋钮调节M2镜的方向,使两排光点重合。

七、迈克尔逊干涉仪计算公式?

一、波程差公式的来历和推导过程:

波的干涉条件:频率相同,振动方向相同,相位差相同或者相位差恒定。

“干涉结果:两列波在介质中任一点相遇时,该点质元参与的两个分振动有恒定的相位差,对于不同的点,相位差虽不同,但均不随时间t变化,合振动加强则始终加强,(注意:这里实际就是两个同方向、同频率的简谐运动的合成)合振动减弱,则始终减弱。合振动呈现加强和减弱交替的稳定图样。这种现象称为波的干涉

我们设两个相干波源S1、S2,振动方程分别是

y10=A1cos((ωt+φ 1)

y20=A2cos(ωt+φ2)

虽然,这两个波源满足相干波源的条件,即:同方向、同频率(ω)相同,和相位差恒定( Δφ=φ2-φ1不随t变化),它们在介质中传播形成两列相干波,到达空间某点的质元振动方程分别为

y1=A1cos((ωt+φ 1 - 2πr?/λ )

y2=A2cos(ωt+φ2- 2πr?/λ )

此时表明,点p处的质元同时参与了两个同方向、同频率的简谐振动。合振动仍为简谐振动。

即: y=y1+y2=Acos((ωt+φ )

根据干涉的条件,推导出公式: Δφ=φ2-φ1-2π(r?-r?)/λ

根据干涉的条件,推导出公式:

对适合条件

Δφ=φ2-φ1-2π(r?-r?)/λ =2k π (k=0、±1、±2······) 加强 (1-1)

的空间各点,合振幅最大,其值为A=A1+A2..,在这些点,合振动振幅最大。称两列波在这些点干涉相长。

凡满足下列条件,

Δφ=φ2-φ1-2π(r?-r?)/λ =( 2k+1) π (k=0、±1、±2······) 减弱 (1-2)

的空间各点,合振幅最小,其值为

据式 (1-1) (1-2) ,两列相干波在空间任意一点引起的两个分振动的相位差是一个恒定的量,这就是说,两列相干波叠加的结果,其合振幅A或者合强度I在空间形成一个稳定分布的图样。

如果设法使φ2=φ 1,则相位差只由波程差r?-r?来决定了。上述相位差条件(1-1)(1-2) 就可以简化为:

δ=r2-r1=kλ (k=0、±1、±2······)加强 (1-3)

δ=r?-r?=(2k+1)λ/2 (k=0、±1、±2······)减弱 (1-4)

在波程差等于零,或者波长整数倍的空间各点,合振动的振幅最大,称两列波在这些点干涉相长。在波程差等于半波长奇数倍的空间各点,合振动振幅最小。

只有波动才能产生干涉现象。在近代物理学中,微观粒子的波粒二象性就是这样被证实的..。

据式(1-3),波程差等于零或者波长整数倍的空间各点,合振动的振幅最大。两列波在这些点干涉相长。据式(1-4)在波程差等于半波长奇数倍的空间各点,合振动的振幅最小,称两列波在这些点,干涉相消。”

二、光程差公式的推导

只需要把波程差换成光程差,把加强和减弱换成明条纹和暗条纹,就可以了,

Δ=n2r2-n1r1=kλ (k=0、±1、±2······) 明纹 (1-5)

Δ=n2r2-n1r1=(2k+1)λ/2 (k=0、±1、±2······) 暗纹 (1-6)

对于不同的干涉情况,式中光程差的具体表达式可能不同,但是有一点却是共同的,当光程差为λ/2 的偶数倍时,出现明纹,当光程差为λ/2 的奇数倍时,出现案纹。

三,机械波没有波长,所有含有波长的公式(包括波程差公式)都是错误的

(1)因为机械波没有波长,所以,带有波长的振动公式都是错误的。

《机械波,没有波长》。没有波长,含有波长的简谐运动公式就是错误的。之后推导的含有波长的公式,包括波程差公式都是错误的。

(2)机械波的波速公式不对

机械波的波速公式不对,波速是直线传播的速度,而不是曲线传播的速度。波速公式应该是u=s/t。没有波长,含有波长的波速公式就是错误的。 不能利用波速公式使波动(振动)方程变换成含有波长的所谓等价波动方程。

八、ligo与迈克尔逊干涉仪原理?

从半导体激光器输出的光,耦合到光纤中,经过耦合器分束进入干涉仪的两条光纤臂中,在光纤臂的两端直接镀上反射膜以实现传统分立元件迈克尔逊干涉仪中两反射镜的功能,由此反射回来的光再经耦合器汇合,形成干涉,由探测器进行检测。

九、迈克尔逊干涉仪的使用方法?

(1)开启纳光灯。(纳光灯窗口有一毛玻璃,表面刻划一个十字叉丝)

(2)目测反射镜M1、M2到G1的距离近似相等。通过旋转粗调手轮移动M1,使M1调整至适当位置。

(3) 判断两束光是否相遇。首先观察光源中的十字叉丝经M1、M2的反射像,两叉丝像重合说明两束光相遇,则需调节M2上三个微调螺丝。

2.观察干涉条纹(1)当平面反射镜M1和M2不垂直时,由E方向观察视场中形成平行等间距直条纹,为何种条纹?其条纹间距大小与什么有关。

(2)若继续调节M2上三个螺钉及M2下方两手轮,使得M1与M2垂直,由E方向观察视场,可以看到由同心组成的干涉环,这就是等倾干涉条纹。

(3)再通过旋转粗调手轮,改变M1的位置,使干涉场中只有几条较粗的条纹(直条纹、圆条纹均可),此时M1、M2到G1间的光程近似相等(光程差近似等于零),换上白炽灯,继续调节微动手轮,(在仪器的右边)就可以观察到彩色条纹。

3.测量钠光波长

(1)先将仪器调出较少的等倾干涉条纹,使中心出现一个暗斑。

(2)要求旋转微动手轮,使条纹变化50次,测出Δh。

(3)计算出波长。

十、大学物理实验中的迈克尔逊干涉仪的仪器误差是多少?

测量结果和被测量真值之差叫做误差。误差普遍存在于测量过程之中,由于一般不知道真值,所以一般不能计算误差。不确定度反应的是误差的分布范围。不确定度总是不为零的正值,而误差可能为正值,可能为负值,也可能十分接近于零。

The End
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