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激光原理及应用实验报告(有详细答案)VIP免费

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实验一 测定空气折射率 一、实验目的 1、 熟练掌握迈克尔逊干涉光路的调节方法; 2、 学会调出非定域干涉条纹,并测量常温下空气的折射率。 二、实验原理 本实验室建立在迈克尔逊干涉光路的基础上来做的。激光束经短焦距凸透镜会聚后可得到点光源 S,它发出球面波照射干涉仪,经 G1 分束,及 M1、M2 反射后射向屏 H 的光可以看成由虚光源 S1、S2 发出的。其中 S1 为点光源 S 经 G1 及 M1 反射后成的像,S2 为点光源 S 经 M2 及 G1 反射后成的像。这两个虚光源 S1、S2 发出的球面波,在它们能相遇的空间里处处相干,即各处都能产生干涉条纹。我们称这种干涉为非定域干涉。随着 S1、S2 与屏 H 的相对位置不同,干涉条纹的形状也不同 。当屏 H 与 S1、S2 连线垂直时(此时M1、M2 大体平行),得到园条纹,圆心在 S1、S2 连线与屏 H 的交点 O 处。当屏 H 与 S1、S2连线垂直平分线垂直时(此时M1、M2 于H 的距离大体相等),将得到直线条纹。 图1 实验装置 三、实验方法和步骤 1、测空气的折射率 调出非定域条纹干涉后,改变气室 AR 的气压变化错误!未找到引用源。,从而使气体折射率改变错误!未找到引用源。,引起干涉条纹“吞”或“吐”N 条。则有错误!未找到引用源。,于是得 错误!未找到引用源。 (1)其中 D 为气室烦人厚度。 理论上,温度一定,气压不太大时,气体折射率的变化量错误!未找到引用源。与气压变化量错误!未找到引用源。成正比: 错误!未找到引用源。 (常数) 故错误!未找到引用源。p,将式(1)代入可得 错误!未找到引用源。 2、 实验步骤 1)将各器件夹好,靠拢,调等高。 2)调激光光束平行于台面,按图所示,组成迈克耳孙干涉光路(暂不用扩束器)。 3)调节反射镜 M1 和M2 的倾角,直到屏上两组最强的光点重合。 4)加入扩束器,经过微调,使屏上出现一系列干涉圆环。 5)紧握橡胶球反复向气室充气,至血压表满量程(40kPa)为止,记为△p。 6)缓慢松开气阀放气,同时默数干涉环变化数 N,至表针回零。 7)计算实验环境的空气折射率 四、实验数据与处理 测量次数 1 2 3 4 5 6 干涉环变化数N 62 64 64 63 62 64 平均值 63.5 空气折射率 n 1.00025 五、思考题 1、实验中怎样才能观察到非定域的直条纹和双曲线条纹? 答:直接用激光加扩束镜干涉前不加毛玻璃,干涉后在毛玻璃屏上观察。 2、 在迈克尔干...

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