如右下图， 干涉现象可以看作是光源在 果。所以
1
2
M和
1M′\?3X射镜中的虚光源和相干涉 的结
2
倾角为 θ 时,由 S′\Ⅴ4X S′\?7X出的相干光的光程差 δ = n2d cosθ
0≈ 2d
′ ′ s s 2d ,当
=1 2
cosθ (n≈ 1) 。
0
(3) 单色点光源产生的干涉
当 δ = kλ（k 为整数 ）时为明条纹 ，而 δ
1
= (k + 2
)λ
时为暗条纹。 δ = 2d 光程差最大， δ随θ增加而减小， 且θ相同点光程差 δ也相同 ，因此屏上干涉条纹是一些同 心圆环 ，越靠近环心条纹的级次越大 。这种干涉是由光源 发出的倾角相同的光干涉的结果 ，故称等倾干涉 。当增加 时，第 k 级条纹倾角 θ必增大 ，在屏上将看到条纹从圆心 向外 “涌出 ”，反之 “缩进 ”。每当 d 改变 λ/2 时，就 从圆心 “涌出 ”或“缩进 ”一个条纹。
(4) 等厚干涉、白光干涉
当光源为面光源，M与 M′\?7X微小角度时，形成空气尖，
1
2
发生等厚干涉。条纹是一些平行 M与 M′\–2X线的直线。条纹
1
2
间距与夹角呈反比。若用白光照射，可以直接在 M的反射面
1
上观察到彩色条纹。 实验步骤
(1) 用He-Ne激光器调节迈克耳逊干涉仪，校准精密丝 杠。
① 转动干涉仪粗调手轮，使M位置适当，调节M背面的
调节螺丝，使每个螺丝的位置适中，调节M镜架下的拉簧螺丝也使他们处于适中位置。
② 打开激光器电源开关，让激光束射向 M中部，使激光返回光点在在激光器出射口附近。反射光线和投射光线在 M和M中部。
③ 调节M背面的螺丝，使屏E上两排光点对应重合，并可在重合光点内看到干涉条纹
④ 用透镜使激光扩束，调整扩束镜使扩束后的激光射到分束板上，在观察屏上就会出现明显的干涉条纹。若干涉 条纹的圆心在视场之外，可轻微调整M背面的螺丝使环心向视场趋近。
⑤ 沿同方向转动微调股轮，使条纹缩进或涌出，记录M的初始位置，然后每变化50条记录一次M的位置，连初始位 置共测8次。
(2) 用白光干涉的彩色条纹测定透明薄膜的厚度
1
2
2
2
1
2
2
2
1
1
① 在前一步实验的基础上，转粗调手轮使 M从 M′\?0X外部向 M′\?2X近，同时配合调节 M背面的螺丝和下部的拉簧螺
1
2
2
2
钉，直到条纹变宽变稀，视场中仅能容纳一条甚至不到一条条纹为止。
② 将毛玻璃放到分束板旁且垂直于激光束，放下观察屏，白织灯透过毛玻璃照射到分束板上,眼睛盯住平面镜 M， 转动微调鼓轮使 M继续从 M′\?6X部向 M′\?2X近，可见条纹向凹侧移动，直到视场中部条纹快变直时,就能观察到白光干涉
1
1
2
2
的彩色条纹.此时记录 M的位置 x,然后在 M前与 M平行放入透明薄膜,必须继续沿原方向转动微调鼓轮 ,才能再次出现 彩色条纹,在此读取 M位置 x.重复测量 6 次 数据处理 1
1
1
1
1
2
条纹变化数与其对应坐标值记录表
条纹变 0 50 100 150 200 250 300 化数 M1 位置 32.16074 32.17668 32.19262 32.20846 32.22430 32.24071 32.25604
x /mm
变化 100 条 M应移动的理论长度 d=50λ=50×650=3.25×10mm。
变化 100 条 M移动的实际程度为 -2
1
1
350 32.27202
(x
d ′ = 4 ? x) + (x? x) + (x? x) +
4 × 2
? ′ E= d d = -0.35%
d 05
1
6
2
d
(x
7
?
x )
3
= 3.18×10mm
-2
测定薄膜测量记录
次
M位置/mm
1
i
?d=
|
x? x|
1
2
平 均
修正后
数 1 2 3 4
5 6
1
x
30.83365 30.83391 30.83372 30.83360 30.94281 30.94260
x
2
/mm 0.01855 0.01791 0.01792 0.01852 0.01790 0.01800
/mm d
?d /mm
?d = ?d + E?d
30.81510 30.81600 30.81580 30.81508 30.92491 30.92460
0.018133 0.018070
6 ∑ (?d ? ?di)
uAd ? = i=1 ( ) n(n ? 1)
2
=
0.00013
mm
2
d ? = u( )
uAd ? + ( )
uB ?1
uB(?d ) = 0.0002 mm
2
(?d) = 0.00024
mm
? n S = ?d ? ? ?n0
? 1
?
? = 0.0333670 mm ? ?
mm
?1
ucS
? = ( )
?n?
? ? ? u (?d) = 0.0006
1
mm
U = 2uc(?S ) = 0.0012
?n ? 0
? ?
mm
S = S ± U = (0.033 ± 0.001) k = 2
1. 这里观察到的环形干涉条纹，从外观上看，与牛顿环有哪些相似之处 ?从产生的原因和由内向外级次的变化来 看有何不同? 答：从外观上看都是同心园环，而牛顿环是等厚干涉，这里是等倾干涉，牛顿环是低级次的干涉条纹在 中心，越外级次越高，而迈氏干涉正相反。
2. 在 M如图 3-14-4 所示的移动过程中，将看到条纹的疏密和运动情况有何变化?
1
答：从密到疏，从疏到密，从条纹向环心缩进到从环心向外涌出。
3. 白光照射下，M在 G和 M′之间并逐渐向 M′移动过程中，能否观察到彩色干涉条纹 ?可否用这种做法来测量
1
1
2
2
薄膜厚度?为什么? 答：能观察到，但是在实际测量中，一般不采用这种做法，原因是对初学者而言，由于实验经验等 因素，非常容易产生回程误差，给实验结果带来影响。
金属丝弹性模量的测量
实验目的
(1) 掌握光杠杆放大法测微小长度变化量的原理。 (2) 学会测量弹性模量的方法。 (3) 学会使用逐差法处理数据。 实验方法原理
金属柱体长 L，截面积为 S，沿柱的纵向施力 F，物体伸长或
1
为ΔL，则弹性模量 Y =
F / S ?L / L
。由于ΔL 甚小，需要用光杠杆
?L
后才能被较准确的被测量。
o
开始时平面镜 M 的法线 on 在水平位置，标尺 H 上的刻度 n
o
光通过平面镜反射，n的像在望远镜中被观察到。加砝码时，金
伸长ΔL，光杠杆后足下落ΔL，平面镜转过一个α角，此时标尺
?n
线经平面镜反射在望远镜中被观察到。根据几何关系
光杠杆放大原理图
缩短 放大
发出 属丝 上刻
tan α = b tan 2α = D ?L = 2D ?n
因而， Y = 。由 ?L = ?n 可知，光杠杆的放大倍数
δ D
2 为 πd2bn
实验步骤
1. 弹性模量测定仪的调节 (1) 左右观察与调节 (2) 上下观察与调节 (3) 镜内观察与调节 (4) 视差的检测与排除 2. 加减砝码测量 3. 钢丝长度的测量 4. 钢丝直径的测量
5. 光杠杆足间距的测量 数据处理
单次测量数据处理表 测量值 N
L /mm
D /mm b /mm
8FLD
b
2D 。 b
N ± u 726±2 1765±4
d
0.704 77.5±0.9 U/mm
B
不确定度 u = uu / N B
726.0 1765.0
±2 ±4
5 0.705 0.001 2 0.0028 0.0023 0.0116 6 0.702 0.002
次数 n d/mm
i
1 0.704 n 2 Σ ( ?d) i 1 ?1
i
77.5 ±0.9
钢丝直径 d 数据处理表 3 4 2 0.704 0
0.705 0.001
0.704 0
2 Δd=
i
0.004
± d = d u
d
d-d/mm i
0
u( d ) = uA( d ) + uB( d )
0. mm = 002 d
u( ) = 0.0057 d
u( d )
A
=
=
= 0 004
砝码质量 ／kg
加码读数
0 n( n )
. mm ( )mm = 0.704 ± 0.004
标度尺示数及数据处理 1.00 4.3 2.00 9.0 9.2
4.4
9.1
3.00 13.0 12.8
12.9
4.00 17.0 17.3
17.2
5.00 22.4 22.6
22.5
6.00 26.0 26.2
26.1
7.00 30.0 30.6
30.3
8.00 34.0 34.4
34.2
9.00 38.0 38.3
38.2
10.0 42.0 42.4
42.2
11.0 46.0 46.0
46.0
(n) /mm 加码读数 (n) /mm4.5 平均值
/
0
0.5
(n) /mm
0.25
δni=ni+6 ?ni/ mm
25.8 25.9 25.1 -0.1 25.3 25.1 24.5
δi=1
n
1 6 δ = Σ = 25.26 6
ni
?δ= δ?δ/ mm
ni
ni
n
-0.0 1
-0.1 1
-0.7 6
un A
0.49
u( )= 0.3 / mm
B
0.64
6
( ) =
1
6
Σ(?δ)= 0.15
2ni
u( ) = u2 ( ) + u2 ( ) = 0.8
A
B
Y =
8FLD
=
×
8 × 6 × 9.808× 726×10 ×1765 10
2
?6
?3
?3
?3
u = 0.012 δ
nn
( ) 30 i=1
?3
=
11
u
u
πd bδ
u
n
(Y )=((F ))2+()+ ()+ (u(d ))2+((b))2+((δ))2=0.0205 Y F L D d b
2
2
u
( )
2
× × ×
3.142 × 0.704 10 77.5
( )
u
× ×
10 25.26 10
δ
n
1.979 ×10 /
N m2
u
nY ? u Y
标准不确定度为 u Y =
( )
( )
Y
= 0.0401× 10N / m2
11
百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库大学物理实验报告答案大全+实验数据+思考题答案 - 图文(6)在线全文阅读。
相关推荐：