G04迈克尔逊干涉仪实验感想
G04迈克尔逊干涉仪实验感想
声明：本文章仅针对2021年基础物理实验设计考试，学弟学妹们谨慎参考。
周六下午迈克尔逊的老师（应该是张淼老师）真的很好，超级温柔，给我一大堆提示，爱了爱了
写这篇文章主要是想说一下选做实验的事情，不过既然写了，前面的感想也稍微说一下。
本篇以《北航基础物理实验考试攻略-2017修订版》为基准讨论，是对其的补充。
一、调整迈克尔逊干涉仪
相信大家应该已经在1091调整过迈克尔逊干涉仪了，上课的时候老师会再讲一遍且示范一遍，问题不大。十分钟内把现象调出来调对应该不困难吧？？最后一步是放下光屏放上毛玻璃，调整拉簧使得当眼睛上下左右移动时无吞吐，给老师检查现象就算完成了。
我调整仪器的要领就一个：在脑海里进行演练，想象调整的全部步骤，如果想象不出来就去看，去问。
二、测量压电常数
电压区间相较于《攻略》修改了，不是180-550V，而是在10V-250V之间测8组数据。
在10V时记录一组数据，增大电压，每吐出来一圈就再记一组数据，一共记8组。老师跟我说理论上应该是30V一圈，也就是说基本上你只可能测出来8组数据。不过我的器材却只有20V一圈，似乎有点特别，不过老师也接受了。做完这个可以先不处理数据，可以去继续做下一个实验。
什么叫吐出来一圈？是有标准的：老师强调说要利用光屏上的黑色小刻度线，自己找到一个基准。然后在每次符合这个基准的时候记录吐出来一圈。比如说某个环外切了某条刻度线。
需要记住的公式：参考书会给你一个公式\(D_{31} = \frac{\Delta lt}{lV}\)，于是你需要知道\(\Delta l = \frac{\Delta k\lambda}{2}\)，再推导出可以直接用的公式\(V = \frac{\Delta k \lambda t}{2lD_{31}}\)，这个实验不需要计算不确定度，做完线性回归算出\(D_{31}\)就完了。
三、测量钠双黄线波长差
如果你做过F-P干涉仪，那么原理是完全一样的，不过在F-P干涉仪里能看到清晰的镶嵌条纹，这个实验能看到两套条纹嵌套时非常模糊。你可以在消空程误差的时候顺便看一下最模糊的地方到底有多模糊，然后再在下一个最模糊的地方再开始计数，磨刀不误砍柴工。我大概拧70来下就是从一次模糊到另一次模糊，可以稍微参考一下。
需要记住的公式：\(d_k = d_0 + \Delta d k\)，用来线性回归算出\(\Delta d\)然后用\(\Delta \lambda = \frac{\lambda^2}{2\Delta d}\)算出波长差（考试文档里仅给出\(\Delta \lambda = \frac{\lambda^2}{\Delta L}\)，还需要一步转化。考前背的多，考试才能不发懵）。线性回归请自行学会卡西欧的用法，到时候直接输数据出答案，a类不确定度的计算公式会给，不用记。
四、计算钠光相干长度和谱线宽度
虽然据说今天早上的班仅有一个人做到了这个实验且数据不太好。不过来看这篇文章的卷王朋友们想必是有十足的信心将其拿下的。实际上我做完了这个实验还剩下了整整一个小时，让老师有意愿来捞我的选做实验。
超级简单，首先调整M2和M1'几乎重合，正确调整方法会产生的现象大家大物都学过，就是吞环，当吞环吞的几乎不剩什么环的时候就说明M2和M1‘几乎重合了，调整水平方向拉簧让等倾干涉变成等厚干涉。此时你应该看到几乎没有弧度的竖直条纹，
我觉得这里的无弧度现象不用太严格，差不多看起来无弧度就行了，因为这里这点误差相较于你要测出来的相干长度比起来微乎其微，且老师不会检查这个现象。在这里记录位置d
然后疯狂转动粗动轮（转微动轮要转到猴年马月），直到几乎不能在屏幕中观察到条纹为止，记录d'。我的实验数据d时46mm左右，d'是66mm左右，也就是说相差20mm，相干长度也就是40mm。老师最后跟我说这个数据偏大，大家可以稍微参考一下。（根据群里同学说相干长度应该是20-30mm）
做完之后给老师检查d'时的看不到条纹的现象。
需要记住的公式：相干长度公式和谱线宽度公式都会给你，仅需要基本的数学变形就可以导出《攻略》中的形式。可以不记住。
五、（选做实验）白光相干长度
《攻略》里对于计算仅仅提到了一句“同上”。但是其实根本就不一样，要不是老师看我早早做完前面的实验，想要捞我，我根本不可能做得出来。
具体步骤如下：
- 如《攻略》所说，使用钠灯或激光调整找M2和M1'重合的点，找到之后多转出去一些。
- 换成白光灯，与刚才的方向反方向转动微动轮，慢慢转，就能找到干涉条纹了。
- 找到条纹之后，把条纹调整到中心，调整水平拉簧（也就是调整条纹密集程度），使得恰好所有条纹都出现在视野里，且尽量分散方便你去数。
- 数你能看到多少条条纹，这个数，你就说是10多条就行了，比如11、13。
- 然后你要把这个条纹个数除以二再乘上白光平均波长（550nm），即\(L_{max} = \frac{k\bar\lambda}{2}\)，来计算出相干长度\(L_{max}\)。
笔者在考试的时候现推原理并把公式推错了，这里写下的应该是正确的不过并不保证是正确的，如果你认为这个公式不正确请在评论区告诉我。
总结
这个不难，公式都背熟，不需要背熟的也请看熟，在脑海演练好实验步骤，到时候按部就班做就好了，老师也很好有问题随时也可以去问。
祝愿所有不幸抽到迈克尔逊干涉仪的大家都能准备充分，鸿运当头，AK全部实验！
