实验报告马赫曾德干涉仪(20200905135148)

实验报告 马赫 曾德干涉仪

班级 08 级物理系 * 班组别

实验报告马赫 - 曾德干涉仪 2011-03-17 11:20 P.M. _1_

姓名 _Ayjsten_ 学号 1080600* 日期

指导教师 _ _

【实验题目】马赫 - 曾德干涉仪

马赫 - 曾德干涉、针孔滤波器、有关长度。 【实验目的】

1. 熟悉所用仪器及光路的调治，观察两束平行光的干涉现象。 2. 观察全息台的牢固度。 3. 经过实验观察激光的有关长度。 【实验原理】 针孔滤波器

激光从发出，经过各种透镜的反射折射，会产生很多杂散光，如光学元件表面自己不够平展，表面落有灰尘等，而激光的干涉性又好，元件表面的问题以致激光产生大量散射光。针孔滤波器原理图见图 ?，以以下图，聚光镜汇聚光的同时还产生很多散射光，而这些散射光的光辉与没有碰到搅乱的光束的方向不同样，只有没有碰到搅乱的光束才能经过针孔，从而过滤掉了其他的搅乱光。针孔的直径很小，一般约，从针孔后边看，就可以把它当作一个能产生球面波凑近理想的光源。这对于光学研究有重要的意义。

全息工作台

基本要求是工作台的牢固性要好。振动的一般本源是地基的震动，所以必定对全息台进行减震办理。专用全气浮工作台是最好的减震台。简单的减震方法可用砂

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箱、微塑料、气垫和重的铸铁或花岗岩，并应安装一个隔断罩。记录全息图时，室

内不要通风，工作人员不要大声讲话并与工作台保持较远的距离。

如全息记录时，物光和参照光交角为 θ，干板处的干涉条纹间距为

d=λ/sin θ( λ 为激光波长 ) 。若是干板以大于 d/2 的振幅上下震动，则明暗部分

将凌乱。所以在记录全息的过程中，工作台的牢固性必定考虑。

马赫 - 曾德干涉

马赫 - 曾德干涉是用分振幅法产生双光束以实现干涉的干涉仪。详尽光路图见

以下图 ?所示。

马赫 - 曾德干涉中，在分束镜 2 处汇聚的两路激光一般是存在一个夹角的，调

整分束镜 2 使夹角减小，则白屏上观察到的干涉就更明显。由分束镜分开后的两路

光路长度，要求是等长的。若相差超出实验用的激光器的最大有关长度，则不能够出

现干涉。同样，相差越小，干涉现象就越明显。用这个性质能够大概地估计实验中

使用的激光器发出的激光的最大有关长度。

【实验仪器】

He-Ne激光器、反射镜 X3、真空滤波器、准直镜、分束镜 X2、白屏、高度尺、

擦镜纸、米尺。

观察光学基本元件，经过教材的介绍学习认识各种光学元件的使用方法和工作

原理。

1. 将所用的光学元件的基本光路摆好。

2. 打开 He-Ne激光器，观察高度尺上激光明斑的地址。改变高度尺与反射镜间的距离，若亮斑在尺上的地址发生改变，调治 He-Ne激光器和反射镜的角度。重复上述

步骤，直到尺上的地址保持不变为止。

3. 移走高度尺。在反射镜前适合的地址摆放针孔滤波器。在针孔滤波器后较近的地址放置白板，在反射镜后边摆放尺寸较大的白板。

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4. 调治针孔滤波器相对于入射激光的地址，使反射镜后边的白屏上的反射激光

圆斑处于以反射镜出射的光为圆心的地址处。

5. 放上针孔，调治针孔滤波器的三方向调治手轮，找到针孔滤波器后白屏上的

亮斑。

6. 仔细调治针孔滤波器的三方向手轮，使白屏上的纯净激光的强度最大。 7. 调整准直镜的地址，使滤波器到准直镜的长度等于准直镜透镜的焦距，达到准直镜出射平行光的目的。 (Analysis_2 详尽见的说明 )

8. 大概调整好后边的两个分束镜和反射镜的光路，使两路光在 BS2上会合，并出射在白屏上 ( 在确定光斑可否落在各镜面中心，可用察镜纸轻轻挡在镜眼前观察

光斑的地址 ) 。

9. 固定一路激光，测量记录光路的长度。调整另一路光路，使这路光的长度与方才记下的光路长小于 3mm。固定光路。

10. 将白屏移远 ( 最少 2m)，观察白屏上的两个激光斑，若不重合，调治分束镜

BS2的控制钮，使两个光斑重合。

11. 把白屏移回适合观察的地址，细调分束镜 BS2的控制钮并观察白屏上的激光

干涉现象，直到现象最明显为止。

12. 振动地面或大声喊叫，观察全息台的牢固性。

13. 调治一路激光的光路长度，直到白屏上的干涉现象完好消失为止，记录此

时这路光的光路长度。

14. 关闭激光器，收起实验仪器。 【实验数据】

第一条光路长度 58.7cm, 第二条光路长度 58.4cm。两路光路长度差为 0.3 。改

变其中一路光路长度 *cm 后干涉现象消失。全息台牢固到不能观察所需的时间小于

3s。

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【实验结果】

1. 熟悉了所用仪器及光路的调治，观察了两束平行光的干涉现象。 2. 观察了全息台的牢固度。全息台牢固到可观察所需的时间小于3s。 3. 经过实验观察激光的有关长度是 *cm。 【误差解析】

1. 元件误差 1。各个光学元件的做工粗细。这是影响本次实验收效的主要因 素。

2. 元件误差 2。各个光学元件的工作温度。

3. 元件误差 3。光学元件的表面不够干净，以致实验收效不明显 4. 原理误差。

Analysis_1 实验中用米尺测量两路光的长度这个方法自己就存在很大的误差。 第一，人测量时不能能把米尺摆的十分水平，别的，读数时有不能够很好地弃取详尽

地址。这两个问题就可以让读出的值与实质相差最少

5mm，所以实验中所得误差小

于 3mm实质上没有很大价值。总之就是尽量使两路光的长度凑近。

5. 人为因素。指实验操作上有些问题，以致实验收效不明显。这是影响实验收

效的另一主要因素。

【操作总结】

Analysis_1: 见【误差解析】的第 4 条。

Analysis_2 调治针孔滤波器是个难点。怎样才能快速地调出出射激光呢

针孔片上的针孔地址要搞清，由于针孔片上的针孔由于做工问题，不能够保

证确实在正中心，这就以致操作人员调治半天却完好没有出射光。能够在光源

?对于

后观察针孔，找到并记下发亮的光点地址，放在滤波器上后，直接调治激光中心到

方才记下的地址周边。

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Analysis_3: 在调治滤波器与准直镜间地址时，能够经过准直镜反向反射的光

来判断准直镜的正确地址。我们要把准直镜和针孔的距离调整为与准直镜透镜的焦 距等长，利用这个透镜反射回的激光将在透镜焦距长处汇聚成一点这个特点。大概

调整准直镜，在滤波器后边找到反射激光汇聚的点，慢慢搬动准直镜，使这个点移

动到针孔的地址上，固定准直镜。

1. 光学仪器的镜面部分不能接触，防备弄脏。

2. 实验中，操作人员的头部不要凑近激光工作的高度，防备烧伤眼睛。

结束语

以前写作业的时候，总是希望能从网上直接找一份更正一下交了。但最后还是 自己着手写 . 上文中大概有一些错别字吧，若是需要，自行修正就行了。

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