内容发布更新时间 : 2025/4/24 3:48:49星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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

，从而使气体折射率改变

，引

起干涉条纹“吞”或“吐”N条。则有其中D为气室烦人厚度。

，于是得 （1）

理论上，温度一定，气压不太大时，气体折射率的变化量与气压变化量成正比：

（常数）

故p，将式（1）代入可得

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 干涉环变化数N 平均值 1 62 2 64 3 64 4 63 5 62 6 64 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、 在迈克尔干涉光路中分束板G1应使反射光和透射光的光强比接近1:1，这是为什么？

答：这样才能使干涉条纹的衬比度最大。两束相干光只有在光强相等时，才能出现暗条纹强度为零，否则最暗处强度不等于零，使衬比度下降，效果不好。 3、 同一气室，在不同温度下，折射率有何变化？

答：由于温度不一样的原因，导致空气密度改变，直接影响了折射率，其实主要影响的是空气的水蒸气。

实验二 全息照相

一、 实验目的

1、 学习掌握全息照相的基本原理和实验技术； 2、 初步掌握拍摄全息照片和再现信息的方法；

3、 了解全息照相技术的主要特点，并与普通照相进行比较； 4、 了解照相显影、定影、冲洗等暗室技术。 二、 实验原理

1、 全息照相与普通照相的主要区别

普通照相是根据几何光学成像原理，记录下光波的强度（即振幅）信息，将空间物体成像在一个平面上。全息照相是利用光的干涉和衍射原理，将物体发射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来，并在一定的条件下使其再现，形成逼真的原物立体像。由于记录了物体的全部信息（振幅和相位），因此称为全息照相。全息照相包含两个过程：记录和再现。

2、 光的干涉——全息记录的获得 全息照相是一种干涉技术。激光器射出的激光束通过分束镜分成两束，透射光经反射镜反射及扩束镜扩束后射到被摄物体上，再经物体漫反射到感光底片上，这束光称为物光。另一束反射光经反射镜和扩束镜扩束后直接投射到感光底片上，这束光称为参考光。由于激光是相干光，物光和参考光又都由同一激光器发出，所以在感光底片上迭加的结果会形成干涉条纹，条纹的疏密和形状反映了物光束的相位，条纹的强度反映了物光束的振幅。感光底片经显影、定影和漂白后，最后得到的是一块结构复杂的光栅，它记录下物光束的全部信息，称为全息照片或全息图。

3、 光的衍射——全息照相的再现

一张全息图片相当于一块复杂的“衍射光栅”，而物象再现过程就是光的衍射过程。一般用相当于拍摄时的激光照射全息图片，就能在全息图片——衍射光栅的衍射光波中得到一列零级衍射光波和两列一级衍射光波。

4、 全息照相的主要特点 （1）立体感强。