双棱镜干涉实验
双棱镜干涉实验
【实验目的】
1 •掌握用双棱镜获得双光束干涉的方法，加深对干涉条件的理解.
2 •学会用双棱镜测定钠光的波长.
【实验仪器】光具座、白屏、单色光源钠灯、测微目镜、短焦距扩束镜、白炽灯、氦氖激光
器、毛玻璃屏、滑块（若干个）、手电筒可调狭缝、双棱镜、辅助透镜、白屏、凸透镜（不 同焦距的数个）。
【实验原理】
如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且它们的位相差不随时间而变
为加强，在另一些地方表现为减弱
（甚至可能为零）,
这种现象称为光的干涉.
菲涅耳利用图1所示的装置，获得了双光束的干涉现象•图中
AB 是双棱镜，它的外形
结构如图2所示，将一块平玻璃板的一个表面加工成两楔形板，端面与棱脊垂直，楔角 A
较小（一般小于10） •从单色光源发出的光经透镜
L 会聚于狭缝S,使S 成为具有较大亮度的
线状光源.从狭缝 S 发出的光，经双棱镜折射后，其波前被分割成两部分，形成两束光，就 好像它们是由虚光源 S1和
S2发出的一样，满足相干光源条件，因此在两束光的交叠.
区域
图1
图2
P1P2 内产生干涉•当观察屏 P 离双棱镜足够远时，在屏上可观察到平行于狭缝
S 的、
明暗相间的、等间距干涉条纹.
设两虚光源S1和S2之间的距离为d ，虚光源所在的平面（近似地在光源狭缝 S 的平面 内）到观察屏P 的距离为
d ，且d d ,干涉条纹间距为
X ,则实验所用光源的波长
为
d x
d
因此，只要测出d 、d 和x ，就可用公式计算出光波波长. 【实验内容】
1 •调节共轴
（1） 将单色光源 M 会聚透镜L ,狭缝S ,双棱镜AB 与测微目镜P 放置在光具座上.用
目视法粗略地调节它们中心等高、共轴，棱脊和狭缝
S 的取向大体平行.
（2）
点亮光源M 通过透镜L 照亮狭缝S ,用手执白纸屏在双棱镜后面检查：
经双棱镜折
化，那么在两列
二少
在某些地方表现
光波相交的区 域，光强分布是 不均匀的，而是
射后的光束，有否叠加区P1P2 (应更亮些)?叠加区能否进入测微目镜？当移动白屏时，叠加
区是否逐渐向左、右(或上、下)偏移？
根据观测到的现象，作出判断，进行必要的调节使之共轴.
2. 调节干涉条纹
⑴减小狭缝S的宽度，一般情况下，可从测微目镜中观察到不太清晰的干涉条纹(测微目镜的结构及使用调节方法见实验基础知识有关内容)。绕系统的光轴缓慢地向左或右旋转双棱镜AB,当双棱镜的棱脊与狭缝的取向严格平行时，从测微目镜中可
观察到清晰的干涉条纹.
(2)在看到清晰的干涉条纹后，为便于测量，将双棱镜或测微目镜前后移动，使干涉条纹的宽度适当.同时只要不影响条纹的清晰度，可适当增加狭缝S的缝宽，以保持干涉条纹
有足够的亮度.(注：双棱镜和狭缝的距离不宜过小，因为减小它们的距离，S1、S2间距也
将减小，这对d的测量不利.)
3. 测量与计算
(1) 用测微目镜测量干涉条纹的间距X •为了提高测量精度，可测出n条(10〜20条)干
涉条纹的间距x，除以n,即得X •测量时，先使目镜叉丝对准某亮纹(或暗纹)的中心，
然后旋转测微螺旋，使叉丝移过n个条纹，读出两次读数•重复测量几次，求出x.
(2) 用光具座支架中心间距测量狭缝至观察屏的距离 d •由于狭缝平面与其支架中心不
重合，且测微目镜的分划板(叉丝)平面也与其支架中心不重合，所以必须进行修正，以免导
致测量结果的系统误差•测量几次，求出d.
(3) 用透镜两次成像法测两虚光源的间距d•参见图3,保持狭缝S与双棱镜AB的位
置不变，即与测量干涉条纹间距X时的相同(问：为什么不许动?)，在双棱镜与测微目镜
之间放置一已知焦距为f
的会聚透镜L，移动测微目镜使它到狭缝S的距离
d 4f
，然
后维持恒定•沿光具座前后移动透镜L，就可以在L的两个不同位置上从测微目镜中看到两虚光源S1和S2经透镜所成的实像S l和S，其中一组为放大的实像，另一组为缩小的实
像.分别测得两放大像的间距d i和两缩小像的间距d2 ,则
按下式即可求得两虚光源的间距d•多测几次，取平均值
d
.
d . d1d2
(5)计算波长测量值的标准不确度. -D-图3
(4)用所测得的x、d、d值，代入式(7-1)，求出光源的波长
【注意事项】
(1)使用测微目镜时，首先要确定测微目镜读数装置的分格精度，要注意防止回程差，旋转
读数鼓轮时动作要平稳、缓慢，测量装置要保持稳定.
（2）在测量d值时，因为狭缝平面和测微目镜的分划板平面均不和光具座滑块的读数准
线（支架中心）共面，必须引人相应的修正（例如，GP一78型光具座，狭缝平面位置的修正量为42.5mm MCU 一15型测微目镜分划板平面的修正量为27.0mm）,否则将引起较大的系统误差.
（3）测量di、d2时，由于透镜像差的影响，将引入较大误差，可在透镜L上加一直径
约lcm的圆孔光阑（用黑纸）以增加di、d2测量的精确度.（可对比一下加或不加光阑的测量结果.）
数据记录和处理
1.测X
由上表和上图可知条纹各间距基本相等，但第16序号数据产生较大问题，可能原因为：
1. 使用测微目镜时反向旋转螺旋，造成回程差•
2. 中心十字准星移到边缘遮挡光强看不太清楚.
所以将错误数据排除其他数据产生的平均值为：
X 0.1426mm
2.测单缝到测微目镜叉丝分划板的距离 d.
3.测虚光源间距L
L= l1l2=2.20mm
波长入
由d o x
入二220.1425 649 10-6mm =649nm
483
与钠黄光的已知值 D 589.3nm相差较大
不确定度的计算已没有意义
实验值偏差大的原因；
仪器和设计
1. 各光器件难以精确调到共轴，带来较大误差.
2. 测量d时两底座的距离不是叉丝到单缝距离，悬空测量又会导致更大的误差.
3. 由于狭缝平平面和测微目镜的分划板平面不与光具座的滑块的读数刻度线共面而
引入的系统误差.
操作
使用测微目镜时有反方向旋转的情况出现.
测量d时碰到单缝和测微目镜导致两仪器产生角度.
测量光源间距和x时人眼分辨率限制和疲劳错觉.
测量过程中，有零点误差.
思考：
虽然本次实验失败了，但是我学会了使用菲涅尔双棱镜测波长，同时对光的干涉和衍射有了更直观的认识，也体会了实验的严密和精确的重要性.
若将钠灯换为水银灯可能会产生七种颜色相间的干涉条纹.
实验二 用双棱镜干涉测钠光波长(05)
实验二用双棱镜干涉测钠光波长 [实验目的] 1、观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步理解产生干涉的条件； 2、学会用双棱镜测定光波波长。 [实验仪器] 双棱镜，可调狭缝，会聚透镜（f=20cm,Φ=35mm两片），测微目镜(JX8)，光具座(JZ-2)，滑块（5块）、滑块支架（5个）、白屏，钠光灯(Gp20Na)。 [实验原理] 如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且这两列光波的位相差不随时间而变化，那么在两列光波相交的区域内，光强的分布不是均匀的，而是在某些地方表现为加强，在另一些地方表现为减弱（甚至可能为零），这种现象称为光的干涉。 菲涅耳利用图（一）所示装置，获得了双光束的干涉现象。图中双棱镜AB是一个分割波前的分束器，它的外形结构如图（二）所示，将一块平玻璃板的上表面加工成两楔形板，端面与棱脊垂直，楔角A 较小（一般小于10）。从单色光源M 发出的光波经透镜L会聚于狭缝S， 使S成为具有较大亮度的线状光源。 当狭缝S发出的光波投射到双棱镜 AB上时，经折射后，其波前便分割 成两部分，形成沿不同方向传播的 两束相干柱波。通过双棱镜观察这 两束光，就好像它们是由虚光源S1 和S2发出的一样，故在两束光相互 交叠区域P1P2内产生干涉。如果狭缝的宽度较小且双棱镜的棱脊和光源狭缝平行，便可在白屏P上观察到平行于狭缝的等间距干涉条纹。
设d '代表两虚光源S 1和S 2间的距离，d 为虚光源所在的平面（近似地在光源狭缝S 的平面内）至观察屏P 的距离，且d '＜＜d ，干涉条纹宽度为x ?，则实验所用光波波长λ可由下式表示： x d d ?= ' λ…………………………① 上式表明，只要测出d '、d 和x ?，就可算出光波波长λ。这是一种光波波长的绝 对测量方法，通过使用简单的米尺和测微目镜，进行毫米量级的长度测量，便可推算出微米量级的光波波长。 由于干涉条纹宽度x ?很小，必须使用测微目镜进行测量。两虚光源间的距离d '，可用一已知焦距为f '的会聚透镜L ， 置于双棱镜与测微目镜之间，如图（三），由透镜 两次成像法求得。只要使测目镜到狭缝的距离d ＞4f ，，，前后移动透镜，就可以在L ， 的两个不同位置上从测微目镜中看到两光源S 1和S 2，其中之一组为放大的实像，另一组为缩小的实像。如果分别测得二放大像的间距d 1和二缩小像的间距d 2，则根据下式： 21'd d d =…………………………② 即可求得两虚光源之间的距离d ， 。 [实验内容] 1、 调节共轴 （1） 将单色光源M 、会聚透镜L 、狭缝S 、双棱镜AB 与测微目镜P ，按图（一） 所示次序放置在光具座上，用目视粗略地调整它们中心等高、共轴，并使双棱镜的底面与系统的光轴垂直，棱脊和狭缝的取向大体平行。 （2） 点亮光源M ，通过透镜照亮狭缝S ，用手执白屏在双棱镜后面检查：经 双棱镜折射后的光束，有否叠加区P 1P 2（应更亮些），叠加区能否进入测微目镜，当白屏移动时叠加区是否逐渐向左、右或上下偏移根据观测到的现象，作出判断，再进行必要的调节（共轴）。 2、 调节干涉条纹 （1） 减小狭缝宽度（以提高光源的空间相干性），一般情况下（在近处）可 从测微目镜观察到不太清晰的干涉条纹。若远一点观察不到干涉条纹，有两种原因，一是各光学系统没有共轴，二是棱镜的棱脊与狭缝的取
双棱镜干涉实验
双棱镜干涉实验 双棱镜干涉实验是一种经典的光学实验。它利用双棱镜将入射光分成两束光线，然后再让两束光线重新相遇，形成干涉条纹，从而研究光的干涉现象。以下将介绍双棱镜干涉实验的原理、实验步骤和实验结果等内容。 一、实验原理 1.干涉现象 在介质边缘，当光线从一种介质进入另一种介质时，会发生反射和折射两种现象。如果入射光线与介质表面成一定角度，同时介质表面具有平行的微小凹凸，就会发生干涉现象。干涉的产生是由于反射光与折射光在一定条件下加强或相消的结果。 双棱镜是一种由两个尖端相对的三棱镜组成的光学器件。双棱镜干涉实验中，通过将入射光线分成两束光线，然后再让两束光线重新相遇，形成干涉条纹。其中一束光线是由顶面的反射光构成的，另一束光线是由斜面的折射光构成的。两束光线相遇后，在空气中形成干涉条纹，用显微镜观察即可。 3.干涉的条件 （1）光波长应该是一定的。 （2）两条干涉光线的振幅应该是一致的。 二、实验步骤 1.制备 准备一个几何平双棱镜、一支白色的 LED 手电筒、一台相机和一个红色滤光片。 将手电筒置于几何平双棱镜的一侧，以使双棱镜的光轴与手电筒的光轴垂直。将红色滤光片放在相机的前面以便观察干涉条纹。 2.实验操作 打开手电筒并将光线照向双棱镜上。用相机拍摄出照射双棱镜的光斑。将滤光片调整到最佳位置，观察干涉条纹。 3.记录结果 记录所有实验结果，包括干涉条纹的形态、数量等。 三、实验结果
在实验过程中，我们可以清晰地观察到干涉条纹的形态、数量和亮度等。当两束干涉光线相遇时，如果它们的相位差为奇数倍的半波长，就会出现暗条纹；如果相位差为偶数倍的半波长，就会出现亮条纹。实验结果可能因几何平双棱镜的不同而有所不同，不过大致上都应该能够观察到干涉条纹的形成。 四、实验注意事项 1.在进行双棱镜干涉实验时，要注意保持实验环境的稳定性。 2.调整实验仪器时，要仔细调整各个部件的位置，以消除可能存在的误差。 3.拍摄干涉条纹时，要注意调整相机的曝光时间，保证能够拍摄到清晰的干涉条纹。 4.使用滤光片时要注意保持其整洁干净，以免影响实验结果。 通过双棱镜干涉实验，我们可以更加深入地了解光的干涉现象。该实验不仅有助于加深我们对光学知识的理解，还可以培养我们的实验操作能力和科学探索精神。
用双棱镜干涉测光波波长的实验报告
用双棱镜干涉测光波波长的实验报告 【实验目的】 1．掌握用双棱镜获得双光束干涉的方法，加深对干涉条件的理解． 2．学会用双棱镜测定钠光的波长． 【实验仪器】 光具座，单色光源(钠灯)，可调狭缝，双棱镜，辅助透镜(两片)，测微目镜，白屏． 【实验原理】 如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且它们的位相差不随时间而变化，那么在两列光波相交的区域，光强分布是不均匀的，而是在某些地方表现为加强，在另一些地方表现为减弱(甚至可能为零)，这种现象称为光的干涉． 菲涅耳利用图1所示的装置，获得了双光束的干涉现象．图中AB 是双棱镜，它的外形结构如图2所示，将一块平玻璃板的一个表面加工成两楔形板，端面与棱脊垂直，楔角A 较小(一般小于10)．从单色光源发出的光经透镜L 会聚于狭缝S ，使S 成为具有较大亮度的线状光源．从狭缝S 发出的光，经双棱镜折射后，其波前被分割成两部分，形成两束光，就好像它们是由虚光源S1和S2发出的一样，满足相干光源条件，因此在两束光的交叠．区域P1P2内产生干涉．当观察屏P 离双棱镜足够远时，在屏上可观察到平行于狭缝S 的、明暗 相间的、等间距干涉条纹． 图1 图2 设两虚光源S1和S2之间的距离为d '，虚光源所在的平面(近似地在光源狭缝S 的平面内)到观察屏P 的距离为d ，且d d <<'，干涉条纹间距为x ∆，则实验所用光源的波长λ为 x d d ∆'= λ 因此，只要测出d '、d 和x ∆，就可用公式计算出光波波长． 【实验内容】 1．调节共轴 (1)按图1所示次序，将单色光源M ，会聚透镜L ，狭缝S ，双棱镜AB 与测微目镜P 放置在光具座上．用目视法粗略地调节它们中心等高、共轴，棱脊和狭缝S 的取向大体平行． (2)点亮光源M ，通过透镜L 照亮狭缝S ，用手执白纸屏在双棱镜后面检查：经双棱镜折射后的光束，有否叠加区P1P2 (应更亮些)?叠加区能否进入测微目镜? 当移动白屏时，叠加
用双棱镜干涉测光波波长的实验报告.
用双棱镜干涉测光波波长的实验报告 【实验目的】 1．掌握用双棱镜获得双光束干涉的方法，加深对干涉条件的理解． 2．学会用双棱镜测定钠光的波长． 【实验仪器】 光具座，单色光源(钠灯)，可调狭缝，双棱镜，辅助透镜(两片)，测微目镜，白屏． 【实验原理】 如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且它们的位相差不随时间而变化，那么在两列光波相交的区域，光强分布是不均匀的，而是在某些地方表现为加强，在另一些地方表现为减弱(甚至可能为零)，这种现象称为光的干涉． 菲涅耳利用图1所示的装置，获得了双光束的干涉现象．图中AB 是双棱镜，它的外形结构如图2所示，将一块平玻璃板的一个表面加工成两楔形板，端面与棱脊垂直，楔角A 较小(一般小于10)．从单色光源发出的光经透镜L 会聚于狭缝S ，使S 成为具有较大亮度的线状光源．从狭缝S 发出的光，经双棱镜折射后，其波前被分割成两部分，形成两束光，就好像它们是由虚光源S1和S2发出的一样，满足相干光源条件，因此在两束光的交叠．区域P1P2内产生干涉．当观察屏P 离双棱镜足够远时，在屏上可观察到平行于狭缝S 的、明暗 相间的、等间距干涉条纹． 图1 图2 设两虚光源S1和S2之间的距离为d '，虚光源所在的平面(近似地在光源狭缝S 的平面内)到观察屏P 的距离为d ，且d d <<'，干涉条纹间距为x ?，则实验所用光源的波长λ为 x d d ?'= λ 因此，只要测出d '、d 和x ?，就可用公式计算出光波波长． 【实验内容】 1．调节共轴 (1)按图1所示次序，将单色光源M ，会聚透镜L ，狭缝S ，双棱镜AB 与测微目镜P 放置在光具座上．用目视法粗略地调节它们中心等高、共轴，棱脊和狭缝S 的取向大体平行． (2)点亮光源M ，通过透镜L 照亮狭缝S ，用手执白纸屏在双棱镜后面检查：经双棱镜折射后的光束，有否叠加区P1P2 (应更亮些)?叠加区能否进入测微目镜? 当移动白屏时，叠加
双棱镜干涉
双棱镜干涉 实验目的 (1) 观察双棱镜干涉现象,测量钠光的波长。 (2) 学习和巩固光路的同轴调整。 实验方法原理 双棱镜干涉实验与双缝实验、双面镜实验等一样，都为光的波动学说的建立起过决定性作用，同时也是测量光波 波长的一种简单的实验方法。双棱镜干涉是光的分波阵面干涉现象，由 S 发出的单色光经双棱镜折射后分成两列，相当 于从两个虚光源 S 1 和 S 2 射出的两束相干光。这两束光在重叠区域内产生干涉，在该区域内放置的测微目镜中可以观察 到干涉条纹。根据光的干涉理论能够得出相邻两明（暗）条纹间的距离为 ?x = d D λ ，即可有 λ =d ?x 其中 d 为两 D 个虚光源的距离，用共轭法来测，即 d = ；离距的镜目微 实验步骤 (1) 仪器调节 ① 粗调 d 1 d 2 ；D 为虚光源到接收屏之间的距离，在该实验中我们测的是狭缝到测 。量测镜目微?测 x 由，小很 将缝的位置放好，调至坚直，根据缝的位置来调节其他元件的左右和高低位置，使各元件中心大致等高。 ② 细调 根据透镜成像规律用共轭法进行调节。使得狭缝到测微目镜的距离大于透镜的四倍焦距，这样通过移动透镜能够在 测微目镜处找到两次成像。首先将双棱镜拿掉，此时狭缝为物，将放大像缩小像中心调至等高，然后使测微目镜能够接 收到两次成像，最后放入双棱镜，调双棱镜的左右位置，使得两虚光源成像亮度相同，则细调完成。各元件中心基本达 到同轴。 (2) 观察调节干涉条纹 调出清晰的干涉条纹。视场不可太亮，缝不可太宽，同时双棱镜棱脊与狭缝应严格平行。取下透镜，为方便调节可 先将测微目镜移至近处，待调出清晰的干涉条纹后再将测微目镜移到满足大于透镜四倍焦距的位置。 (3) 随着 D 的增加观察干涉条纹的变化规律。 (4) 测量 ① 测量条纹间距 ?x ② 用共轭法测量两虚光源 S 1 和 S 2 的距离 d
实验25-2光的干涉(双棱镜)
实验25-2 双棱镜干涉 [实验目的] 1．观察分波阵面干涉—双棱镜干涉现象并研究其定性规律。 2．掌握用干涉法测定钠光灯波长，学习测微目镜的使用，并对测量结果的不确定度进行评定。 [实验仪器] 光具座、钠光灯、狭缝、双棱镜、测微目镜、凸透镜等。 [实验原理] 双棱镜干涉实验在光具座上进行。图25-1是本实验的装置和光路俯视简图。从钠光灯M 发出的单色光照亮狭缝S ，S 作为次级光源照射到双棱镜B 上。双棱镜是由两个很小的锐角（约0.5º~1º）和一个很大的钝角（约178º~179º）构成的三棱镜。经过双棱镜后光被折射成两束，即光的波阵面经过双棱镜后被分成前进方向不同的两部分，这两部分波阵面如同从两个虚光源S 1 、S 2 直接发出。S l 、S 2 即为相干光源，在它们各自发出光束的重叠区域就会产生干涉现象，利用测微目镜F 观察和测量重叠区域内干涉条纹的分布。 本实验中，任意相邻两明（或两暗）条纹.的间距为 λd D x = ∆ 两虚光源之间的距离d 可用二次成像法测量。在双棱镜和测微目镜之间放一凸透镜L ，设凸透镜的焦距为f 0 ，在狭缝与双棱镜的距离小于2f 0 ，狭缝与测微目镜分划板之间的距离D > 4 f 0 ，狭缝、双棱镜和测微目镜位置不变的条件下，只移动凸透镜，当分划板上分别出现两个虚光源的缩小像和放大像时，分别测出两虚光源像之间相应的间距d 1 和d 2 ，则虚光源的间距 21d d d = 图25-1
[实验内容及步骤] 一、调整光路。 二、研究双棱镜干涉的定性规律。 三、用测微目镜测量干涉条纹的间距。 四、测量两个虚光源之间的距离d。 [数据表格及数据处理] 表25-1用测微目镜测量干涉条纹的间距 单位：mm m m m 表25-2测量两个虚光源之间的距离d
双棱镜干涉实验
实验38 光的干涉实验（三） ——双棱镜干涉实验 利用菲涅尔（A.J.Fresnel ）双棱镜可以实现光的干涉。菲涅尔双棱镜干涉实验曾在历史上为确立光的波动学说起到过重要作用，它提供了一种用简单仪器测量光的波长的方法。 【重点、难点提示】 光的波动性；双棱镜干涉现象；双棱镜干涉测波长；光路的调整 【目的和要求】 1．观察由双棱镜所产生的干涉现象，并测定单色光波长。 2．加深对光的波动性的了解，学习调节光路的一些基本知识和方法。 【实验仪器】 1．光源；2．光具座；3．狭缝；4．双棱镜；5．凸透镜；6．测微目镜。 【实验原理】 双棱镜形状如图6.38.1所示，其折射角很小，因而折 射棱角接近180 。今设有一平行于折射棱的缝光源S 产生 的光束照射到双棱镜上，则光线经过双棱镜折射后，形成 两束犹如从虚光源S 1和S 2发出的相干光束。它们在空间 传播时有一部分重叠而发生干涉（画有双斜线的区域）， 图6.38.1 双棱镜示意图 结果在屏幕E 上显现干涉条纹，如图6.38.2所示。
S S 1 S 2O E 图6.38.2 双棱镜产生的相干光束示意图 干涉条纹以O 点为对称点上下交错地配置。用不同的单色光源作实验时，各亮条纹的距离也不同，波长越短的单色光，条纹越密；波长越长的单色光，条纹越稀。如果用白色光作实验，则只有中央亮条纹是白色的，其余条纹在中央白条纹两边，形成由紫而红的彩色条纹。 利用干涉条纹可测出单色光的波长。单色光的波长λ由下式决定 x D a ∆=2λ （6.38.1） 式中2a 为S 1S 2间的距离、D 为S 1S 2到E 幕的距离，∆x 为任意两条暗条纹之间距离。 【实验内容与步骤】 一、调整光路 本实验的具体装置如图6.38.3所示，由光源发出的光通过狭缝变为缝光源，再经双棱镜折射，就可获得两个相干光源，因而能在测微目镜里看到干涉条纹。测微目镜的构造和使用参见第三章§3.3.4“常用光学仪器”4。
双棱镜干涉的深入研究实验报告
双棱镜干涉的深入研究实验 一、问题提出 实验课上我们已经掌握了用双棱镜获得双光束干涉的方法，加深对干涉条件的理解，并且学会了如何用双棱镜测定钠光的波长。本次设计性实验中我们将进一步掌握双棱镜的干涉原理及调节方法，测定两个虚光源之间的距离与狭缝-双棱镜间距之间的关系。主要从以下问题探讨： （一）实验测量双棱镜的楔角，并比较角度不同干涉现象的差异； （二）用多种方法来测两个虚光源之间的距离，并比较优缺点； （三）测定两虚光源之间的距离与狭缝-双棱镜间距之间的关系曲线； （四）利用双棱镜干涉观察He-Ne激光的干涉条纹，并测量氦氖光的波长；（五）将钠光灯换成大灯泡，观察白光的干涉条纹。 二、实验原理 （一）双棱镜楔角的测量 利用分光计测量：将分光机调平处于使用状态，使望远镜光轴与双棱镜的一个面垂直，这时在望远镜的视野中能够清晰看见绿色小十字叉丝的像。 C 双棱镜的外形图：A B 一束沿ＡＢ面法线方向的平行光投射于望远镜中, 测量α时, 当望远镜对准ＡＢ面时, 由望远镜物镜的焦面上发出的光束射到AB面上，一部分反射，形成要测量的像，一部分透射进入棱镜后，分别在AC和BC面上反射回到望远镜中, 所以在测量中, 实际看到的是三个绿色小十字叉丝像。AB面反射的像较亮，AC和BC 面反射的像较暗，望远镜叉丝对准较亮的十字叉丝像测量。当望远镜转到AC和BC 面一侧时，在望远镜中实际看到4个十字像，中间2个像较暗，边上2个较亮，望远镜叉丝应对准A一侧的亮像测量[2]。 将待测双棱镜置于分光计的载物台上，固定望远镜子，点亮小灯照亮目镜中
的叉丝，旋转分光计的载物台，使双棱镜的一个折射面对准望远镜，用自准直法调节望远镜的光轴与此折射面严格垂直，即使十字叉丝的反射像和调整叉丝完全 重合。记录刻度盘上两游标读数V 1、V 2 ；再转动游标盘联带载物平台，依同样 方法使望远镜光轴垂直于棱镜第二个折射面，记录相应的游标读数V 1'，V 2 '，由 此得双棱镜的楔角α为： α=(｜V 1'－V 1 ｜+｜V 2 '－V 2 |)/4 （二）多种方法测两光源之间的间距 1.二次成像法 在“用双棱镜干涉测量光波的波长”时关键是测量两虚相干光源的间距d,目前使用的教科书中一般采用二次成像法测量两虚相干光源的间距，其实验装置和光路图如图1所示： 图1中狭缝光源S发出的光波经双棱镜上下两部分折射后形成两虚相干光源 Ｓ 1和Ｓ 2 ，ｄ通过透镜Ｌ在两个不同位置的二次成像求得，即ｄ＝ 2 1 d d，ｄ 1 为 两虚相干光源通过透镜所成的放大实像间的距离ｄ 2 为两虚相干光源通过透镜所成的缩小实像间的距离[3]。
实验六-双棱镜干涉测波长
实验六用双棱镜测定光波长 光的干涉是普遍的光学现象之一，是光的波动性的重要实验依据．两列频率相同、振动方向相同和位相差恒定的光在空间相交区域光强将会发生相互加强或减弱现象，即光的干涉现象．光的波长虽然很短(4×10-7～8×10-7m之间)，但干涉条纹的间距和条纹数却很容易用光学仪器测得．根据干涉条纹数目和间距的变化与光程差、波长等的关系式，可以推出微小长度变化(光波波长数量级)和微小角度变化等，因此干涉现象在测量技术、平面角检测技术、材料应力及形变研究和照相技术等领域有着广泛地应用． ·实验目的 1.掌握利用双棱镜获得双束光干涉的方法，观察干涉图样的特点，加深对干涉的理解； 2.学习用双棱镜测定钠光的波长； 3.进一步熟悉测微目镜的使用与测量方法； 4.熟悉干涉装置的光路调节技术，深刻理解多元件等高共轴调节的重要性，掌握有关调节方法． ·实验仪器 双棱镜、可调狭缝、辅助（凸）透镜、测微目镜、光具座、白屏、钠光灯等．双棱镜是一个分割波前的分束器，形状如图6-1示，其端面与棱脊垂直，楔角很小（一般为37'或40'），从外表看，就像一块平行的玻璃板． 折射面 折射棱角 图6-1 双棱镜示意图 ·实验原理 狭缝光源S发射的光束，经双棱镜折射后变为两束相干光，在它们的重叠区内，将产生干涉，形成明暗相间的干涉条纹，这两束相干光可认为是由实际光源
S的两个虚像S1、S2发出的，称S1、S2为虚光源．如图6-2所示． S S1 S2O E x 2a 图6-2 双棱镜产生的相干光束示意图 干涉条纹以O点为对称点上下展开．用不同的单色光源作实验时，各亮条纹的距离也不同，波长越短的单色光，条纹越密；波长越长的单色光，条纹越疏．如果用白色光作实验，则只有中央亮条纹是白色的，其余条纹在中央白条纹两边，形成由紫到红的彩色条纹． 利用干涉条纹可测出单色光的波长．单色光的波长λ由下式决定： x D d ? = λ（6-1）式中d为两虚光源S1、S2间的距离、x?为干涉条纹间距、D为虚光源到观察屏的距离． 由（6-1）式可知，测得相邻条纹间距x?、狭缝（光源）到测微目镜分化板的距离D及两虚光源之间的距离d，便可求出入射光的波长λ． ·实验内容与步骤 一、调整光路 按图6-3布置光路，由光源发出的光通过狭缝变为缝光源，再经双棱镜折射，就可获得两个相干光源，因而能在测微目镜里看到干涉条 纹．
双棱镜干涉实验
217 实验38 光的干涉实验（三） ——双棱镜干涉实验 利用菲涅尔（A.J.Fresnel ）双棱镜可以实现光的干涉。菲涅尔双棱镜干涉实验曾在历史上为确立光的波动学说起到过重要作用，它提供了一种用简单仪器测量光的波长的方法。 【重点、难点提示】 光的波动性；双棱镜干涉现象；双棱镜干涉测波长；光路的调整 【目的和要求】 1．观察由双棱镜所产生的干涉现象，并测定单色光波长。 2．加深对光的波动性的了解，学习调节光路的一些基本知识和方法。 【实验仪器】 1．光源；2．光具座；3．狭缝；4．双棱镜；5．凸透镜；6．测微目镜。 【实验原理】 双棱镜形状如图6.38.1所示，其折射角很小，因而折 射棱角接近180?。今设有一平行于折射棱的缝光源S 产生 的光束照射到双棱镜上，则光线经过双棱镜折射后，形成 两束犹如从虚光源S 1和S 2发出的相干光束。它们在空间 传播时有一部分重叠而发生干涉（画有双斜线的区域）， 图6.38.1 双棱镜示意图 结果在屏幕E 上显现干涉条纹，如图6.38.2所示。 S S 1 S 2 O E 图6.38.2 双棱镜产生的相干光束示意图 干涉条纹以O 点为对称点上下交错地配置。用不同的单色光源作实验时，各亮条纹的距 离也不同，波长越短的单色光，条纹越密；波长越长的单色光，条纹越稀。如果用白色光作实验，则只有中央亮条纹是白色的，其余条纹在中央白条纹两边，形成由紫而红的彩色条纹。 利用干涉条纹可测出单色光的波长。单色光的波长λ由下式决定 x D a ?= 2λ （6.38.1） 式中2a 为S 1S 2间的距离、D 为S 1S 2到E 幕的距离，?x 为任意两条暗条纹之间距离。 【实验内容与步骤】 一、调整光路 本实验的具体装置如图6.38.3所示，由光源发出的光通过狭缝变为缝光源，再经双棱镜 折射，就可获得两个相干光源，因而能在测微目镜里看到干涉条纹。测微目镜的构造和使用参见第三章§3.3.4“常用光学仪器”4。
双棱镜干涉实验误差分析及实验改进
双棱镜干涉实验误差分析及实验改进 双棱镜干涉实验是大学物理实验的重要标志性实验之一。要做好这个实验，需要深入的去认识实验，分析误差，以便在实验过程中减小误差来源。本文通过分析和比较两种不同的虚光源间距测量方法，探究各个参量对实验结果的影响，通过不断改进实验过程，让测量结果更准确。 标签：双棱镜；干涉；误差分析；实验改进 一、干涉实验测光波波长的两种方法 （一）等位移法 利用等位移法来测量光波波长的话可以根据如下图1来安排装置，待测光波波长可表示为[2] 放已知波长λ1的He-Ne激光器，测出已知波长的He-Ne激光为光源时双棱镜分别放在B和B’时所成干涉条纹的宽度δ1和δ2，测出待测光（如钠光灯）作为光源时在上面两点分别所成干涉条纹宽度和，利用上式带入数据便可以直接计算出待测光波波长。 光路安排好以后，保持D不变并且使得不变，只需要更换光源测出相应的干涉条纹宽度，和，。 （二）虚光源法 在利用双棱镜干涉测光波波长时，多数采用的方法都是测出两虚光源间距d、两虚光源到测微目镜叉丝板平面的距离D以及干涉条纹宽度，最后带入公式，这种测量方法涉及到虚光源间距的测量，我们称之为虚光源法。 在通常的实验过程，有如下两种方法来测量虚光源的间距。 1、两次成像法 放一个焦距为f′的透镜L在双棱镜和测微目镜之间，当测微目镜与虚光源之间的距离d>4f′时，在两虚光源和测微目镜所在平面之间就会找到分别成放大像和缩小像的两次成像点，在测微目镜和两虚光源间前后移动凸透镜L，分别找到大像和小像，通过测微目镜测出大像d1和小像d2，代入公式，即可测得两虚光源间距。这种方法实验原理简单，便于教师讲解及学生理解，在许多大学教学中通常都采用此种实验方法。 2、放大法
7菲涅耳双棱镜干涉实验
菲涅耳双棱镜干涉实验 一、实验目的 了解菲涅耳双棱镜干涉的原理，掌握用这种棱镜来测量波长的方法 二、实验仪器 菲涅耳双棱镜 读数显微镜 会聚透镜 狭缝屏 光具座 氦氖激光器 三、实验原理 菲涅耳双棱镜是利用分波前的方法实现干涉的常用器件。它是由玻璃制成的等腰三角棱镜，有两个小的约为1℃锐角和一个大的钝角。 从狭缝S 出射光束经过双棱镜的折射产生狭缝的两个虚光源1S 和2S ，它们是相干光源。经过双棱镜的两束折射光在重合区域将发生干涉，结果在屏上形成明暗相间的直线形的干涉条纹。任意相邻的两亮纹或者暗纹之间的间隔δ是： λδd D = 上式中D 为虚光源到屏之间的距离，d 为两虚光源的间距，λ是光源的波长。 由此可知，我们只要测定D d δ就可测出光源的波长。 四、实验步骤 1. 先将激光束调节到与导轨的棱脊相平行：移动观察屏调节激光束的俯仰角度使得在观察 屏的光斑位置不发生变化。 2. 然后将读数显微镜安装到导轨上使得激光光斑落在物镜的中央位置。 3. 接着将透镜安装到导轨上使激光光斑落在物镜的位置不变就说明它们共轴。 4. 再将狭缝添置到导轨上，最后把双棱镜安装到导轨上，让双棱镜的平面正对激光束，倘 若反射的光斑从原路返回，则说明光束是垂直入射的，水平调节支架的底座使得双棱镜平分激光束。 5. 现在要做的工作就是将激光器换成钠光灯，再做微调就可以精确对准了。
6. 将狭缝调小些，调节三棱镜的棱边与狭缝严格平行，此时可从读数显微镜里头看到直线 状明暗相间的干涉条纹。 7. 移动透镜让狭缝的虚像经透镜成两次像，测出两次所称像的间隔分别为l 和'l ，则虚光 源的间隔'll d =。 8. 测好虚光源的间隔数据后，将会聚透镜放置在狭缝的前面可使得光线更为集中入射到狭 缝，并将读数显微镜的叉丝其中一条旋转到与干涉条纹相平行，记下读数显微镜的位置。 9. 进行测量，每隔5条暗条纹测一次，并记下相应的读数，多读几个数据。 10. 挪去双棱镜，移动读数显微镜靠近狭缝知道看清狭缝的边缘，记下此时的读数显微镜的 位置，那么狭缝离干涉条纹形成位置的距离就等于这两次读数显微镜位置的差值的绝对值。 11. 求相邻条纹间隔δ，代入表达式D d δλ=计算出钠灯光源的平均波长。 五、实验数据表格 数据处理 D d δλ= 求出钠灯双黄线的平均波长，与标准直对比，求百分误差。 思考题 如何快速调好菲涅耳干涉系统的共轴？要获得明暗对比度好的干涉条纹，实验过程中如何实现
双棱镜干涉
双棱镜干涉 【实验目的】 1. 巩固和加深对光的干涉理论的学习。 2. 初步掌握干涉现象的调节方法和光路调节技术。 3. 测量光波波长。 【仪器用具】 光具座、钠光灯、双棱镜，可调狭缝、透镜、测微目镜，手电手电筒。 【实验原理】 我们知道，要由两个独立的光源产生干涉是不可能的。为了产生干涉，必须用光学的方法，使一个原始光点（振源）分成两个相位差不变的辐射中心——相干光源。双棱镜就是能实现这一目的的分光元件。它是在一块玻璃薄板上，将上表面加工成两对称的斜面，此两斜面和底面形成两个楔角很小（小于 ）左右对称的棱镜。利用两个棱镜的折射作用，使从狭缝S发出的光分成传播方向不同的两部分，此两部分波阵面好像自图1中相距为d的两虚光源 和 发出，它们在相遇处叠加，形成干涉条纹。
图1 双棱镜干涉条纹的产生 1. 双棱镜干涉测波长公式推导 图2是干涉条纹计算简图，我们用它来推导双棱镜干涉测波长的公式。两虚光源 和 的间距为d，两虚光源平面与光屏M的间距为D，屏上O点与 、 等距，即是干涉条纹的零级所在处。P点距O点为x， Q P，当D>>d时，有 P- P～ Q= ；当D>>x时，有SP～SO=D，故： ， 设k为干涉条纹的级次，则满足下列条件的点，光强最大。
， k = 0， 1， 2，··· 满足下列条件的点，光强为零： ， k = 0， 1， 2，··· 图2 双棱镜干涉条纹计算简图 由于两虚光源是狭缝，发出两列柱面波，所以在光屏上得到的是与双棱镜的棱平行，且明暗相间的等距的干涉条纹。只要已知D，d，x和相应的级次k，就可求出光波波长： （1） 如果 为任意相邻两亮条纹（或暗条纹）的间距，则波长计算式为： （2） 由于两虚狭缝的间距d及它们所在平面到测微目镜分划板的距离不能直接测得（实验时用测微目镜来代光屏，测量干涉条纹），因此我们用贝塞尔方法来测定
双棱镜干涉实验的调节技巧
双棱镜干涉实验的调节技巧 问题及原因 一、调不出干涉条纹; 主要原因:?光具座上各元件的等高共轴没调节; 狭缝产生的线光源与双棱镜的棱脊平行的调节。?同时狭缝的宽度 调节。太宽了相干性不好，产生不了干涉条纹，太窄，视场清晰度 低看不清条纹。 解决方法:?将所有装置都放在光具座上，调整等轴同高。然后将狭缝稍微调 宽， 增加光强，调节狭缝装置，使出现的线光源与双棱镜的棱脊基本平 行。手持一张白纸放在双棱镜前，看由狭缝出来的光是否照射到双 棱镜的棱脊上，微调双棱镜的高度，当确定照到后，将纸放在双棱 镜的后面，可看到由双棱镜折射出来的稍亮的光线，将纸慢慢向测 微目镜方向移动，看光线是否照射到测微目镜里，如没有，微调测 微目镜的高度，使光线入射到测微目镜中，在测微目镜中可看到一 个与双棱镜棱脊平行的亮带，这就是两束光的叠加区域。 减小狭缝宽度，眼睛紧盯测微目镜中的亮带，微调狭缝倾斜度使与 双棱镜的棱脊平行，这时即可在亮带中看到干涉条纹～注意狭缝宽 度一定要小，调节狭缝倾斜度时，一定要微调，结合宽度调整使条 纹最清晰～ 二、干涉条纹中心飘移大，后移测微目镜后无法找到干涉条纹或条纹数目不够; 主要原因:?光具座上各元件的等高共轴没调节，使干涉条纹中心飘移大; 狭缝至双棱镜的距离太小使条纹数目不够多。
解决方法:?调出干涉条纹后移测微目镜时，用眼睛跟踪条纹，随时微调双棱镜和测微目镜的位置，使条纹始终在测微目镜中; 测微目镜至狭缝的距离必须大于辅助透镜的焦距的4倍，狭缝至双 棱镜的距离必须小于辅助透镜的焦距，条纹间距的测量一般测十几 条条纹即可，狭缝至双棱镜的距离越大，测微目镜中看到的条纹数 目越多，测微目镜中出现的条纹必要测量数目略多即可; 准备测量条纹间距时，必须固定狭缝、双棱镜和测微目镜的位置， 此后系统不可再调～ 三、测量二虚光源间距时，无法观察到两次成像。 主要原因:?光具座上各元件的等高共轴没调节; 测微目镜至狭缝的距离小于辅助透镜的焦距的4倍，或者狭缝至双 棱镜的距离大于辅助透镜的焦距。 解决方法:?放上辅助透镜后，将它靠近测微目镜后，慢慢远离跟踪条纹的变化， 如果条纹和光线飘移，微调辅助透镜的位置，直至在测微目镜中能够 出现两次二虚光源的像为止～ 如果放大像无法找到，说明狭缝至双棱镜的距离太大了，必须减小， 重新进行条纹间距的测量后，再测量d，D。
双棱镜干涉实验讲义
双棱镜干涉实验 一、实验目的 1.观察双棱镜产生的干涉现象，掌握产生干涉的条件。 2.熟悉干涉光路的原理，掌握光具座上光学系统同轴等高的调节方法。 3.学习用双棱镜干涉法测定光波波长。 二、实验仪器 光具座、半导体激光器、小孔屏、凸透镜 ( = 60 mm)、双棱镜、凸透镜 ( = 100 mm)、白屏、光电探测器、大行程一维调节架一个，固定滑块3个，可调滑块2个。 三、实验原理
双棱镜是由两个折射角很小（小于1o）的直角棱镜对接组成，实际上是在一块玻璃上，将其上表面加工成两块楔形板而成，两块楔形板相交之处形成棱脊（图1所示）。当单色、相干光照射在双棱镜上时，通过的光将改变方向，形成两束平行的光（等同于两个虚光源发出的光），在前方屏上相互重叠，在重叠的区域内形成干涉条纹，干涉条纹为明、暗等间距条纹。通过测量条纹图1 间距，虚光源到屏的距离，两虚光源之间的距离，即可计出光波波长。 实验原理如图2所示，双棱镜AB，透镜 ，及后焦点 ，观察屏 ，三者均与光具座垂直放置。由半导体激光器发出的光，经透镜 会聚与 点，再由 点射出的光束投射到双棱镜上，经过折射后形成两束光，该两束光等效于从两个虚光源 和
图2 发出。由于这两束光满足相干条件，故在两束光相互重叠的区域内产生干涉，在观察屏 上可以看到明暗相间、等间距的直线条纹。在条纹中心O点处，两束光的程差为零，形成中央亮纹，其余的各级条纹则分别对称，排列在零级条纹的的两侧。 设两虚光源 和 之间的距离为 ，虚光源所在平面到屏 的距离为 ；设屏 上第 级亮纹（ 为整数）与中心 点的距离为 ， 因 ， ， 故明条纹的位置
菲涅尔双棱镜实验
物理研究性报告 菲涅尔双棱镜干涉 摘要: 当两束光波的频率相同，振动方向相同且相位差恒定时，可以产生干涉。本实验利用双棱镜把由同一光源发出的光分成两束或两束以上的相干光，使它们各经不同的路径后再次相遇而产生干涉。采集实验数据，计算光的波长，进行不确定度分析。并对实验误差来源做定量分析。根据自身实验经验，对实验提出建议。 关键词： 双棱镜干涉误差分析建议 一．实验原理 菲涅耳双棱镜可以看成是有两块底面相接、棱角很小的直角棱镜合成。若置单色光源S0于双棱镜的正前方，则从S0射来的光束通过双棱镜的折射后，变为两束相重叠的光，这两束光仿佛是从光源S0的两个虚像S1和S2射出的一样。由于S1和S2是两个相干光源，所以若在两束光相重叠的区域内放置一个屏，即可观察到明暗相间的干涉条纹。
如图所示，设虚光源S1和S2的距离是a，D是虚光源到屏的距离。令P为屏上任意一点，r1和r2分别为从S1和S2到P点的距离，则从S1和S2发出的光线到达P点得光程差是： △L= r2-r1 令N1和N2分别为S1和S2在屏上的投影，O为N1N2的中点，并设OP=x，那么从△S1N1P及△S2N2P得： r12=D2+(x- )2 ，r22=D2+(x+ )2 两式相减，得： r22- r12=2ax 另外又有r22- r12=(r2-r1)(r2+r1)=△L(r2+r1)。通常D较a大的很多，所以r2+r1近似等于2D，因此光程差为： △L= 如果λ为光源发出的光波的波长，干涉极大和干涉极小处的光程差是： △L== = kλ(k=0,±1, ±2,…) 明纹
= λ(k=0,±1, ±2,…) 暗纹 由上式可知，两干涉条纹之间的距离是： △x= λ 所以用实验方法测得△x，D和a后，即可算出该单色光源的波长 λ= △x 光源的选择： 当双棱镜与屏的位置确定之后，干涉条纹的间距△x与光源的波长λ成正比。为了获得清晰的干涉条纹，本实验采用单色光源，如激光、钠光等。 测量方法： 条纹间距△x可直接用侧位目镜测出。虚光源间距a用二次成像的方法测得：当保持物、屏位置不变且间距D大于4f时，移动透镜可在其间的两个位置成清晰的实像，一个是放大像，一个是缩小像。设b为虚光源缩小像间距，b’为放大像间距，则两虚光源的实际距离为a=
双棱镜干涉实验报告
双棱镜干涉实验报告 引言： 干涉实验是物理学中基础的实验之一，通过干涉现象可以探索光波的性质和波动特性。本实验选择使用双棱镜干涉实验装置，旨在观察和研究光的干涉现象以及双棱镜在干涉中的作用。 实验原理： 双棱镜干涉实验基于干涉现象，当两束光线汇合到一起时，它们的相位差决定了光波叠加的强度和干涉条纹的出现。光的干涉实验可以分为两种类型：构造干涉和破坏性干涉。本实验采用构造干涉，即两束光线相干地汇聚叠加。 实验仪器与装置： 双棱镜干涉实验所需的仪器包括两个同一种类的透镜（即双棱镜）、白光光源、光屏、实验架以及其他实验所需的辅助器材。实验装置的组装需要严格遵循实验指导书的要求，保持光源、双棱镜和光屏之间的正确位置和准确的角度。 实验步骤：
1.将实验架放置在平稳的桌面上，确保实验装置的稳定性。 2.调节实验架的高度和角度，使光轴垂直且水平朝向光屏。 3.打开光源，可以是白光源或者通过色光滤片调节出需要的单色光。 4.将双棱镜放置在实验装置的适当位置，确保光线经过双棱镜的完整路径。 5.观察在光屏上是否出现干涉条纹，根据观察到的条纹情况进行实验记录。 实验现象和分析： 通过实验观察可以发现，在适当的条件下，双棱镜干涉实验会产生出一系列明暗相间的干涉条纹。这些干涉条纹是由两束光线相干地叠加和干涉产生的，光的波动性质得到了充分的体现。 进一步观察可以发现，干涉条纹的明暗程度和间距会受到一些因素的影响。例如，改变光源的颜色或波长会导致干涉条纹条数和间距的变化；调整双棱镜的角度和位置也会影响干涉条纹的形态。这些现象可以通过波动理论和干涉公式得以解释和分析。
实验结果与结论： 通过实验观察和数据记录，我们得出了以下结论： 1.双棱镜干涉实验可以产生明暗相间的干涉条纹。 2.干涉条纹的形态和明暗程度可以通过调整双棱镜的位置和角度进行调节。 3.改变光源的颜色或波长也会对干涉条纹的形态产生影响。 结语: 本实验通过双棱镜干涉实验装置，我们观察和研究了光的干涉现象。通过实验，我们不仅加深了对光波的波动性质的理解，还学会了如何调整实验装置以产生所需的干涉条纹。这些实验结果对于深入研究光学和波动物理学有着重要的意义，并在实际应用中也具有一定的指导作用。 通过实验的过程，我们也提高了实验技巧和科学实验的分析能力。希望在今后的学习和研究中，能够进一步拓展实验的范畴，深入探索光与干涉的更多奥秘，并将这些知识应用于解决实际问题中。
双棱镜干涉实验
双棱镜干涉实验 利用菲涅尔双棱镜可以获得两束相干光以实现光的干涉。双棱镜实验和双平面反射镜实验及洛埃镜实验一起，在确立光的波动学说的历史过程中起了重要作用。同时它也是一种用简单仪器测量光波波长的主要元件。 一.实验目的 1学会利用双棱镜测量光波波长的方法。 2学习和巩固调整光路的一些基本知识和方法。 二.实验原理 利用光的干涉现象进行光波 波长的测量，首先要获得两束相 干光，使之重叠和形成干涉。干 涉条纹的空间分布既和条纹与相 干光源之间的相对位置有关，又 与光波波长有关，从它们之间的 关系式就能测出光波波长。 能发出相干光束的光源称为 相干光源。本实验中利用双棱镜 获得相干光束。如图4.6.1所示， 由狭缝S发出的光经双棱镜B折 射后，形成两束犹如从虚光源S1 和S2发出的频率相同、振动方向 相同、并且在相遇点有恒定的相 位差的相干光束。它们在空间传 播时有一部分彼此重叠而形成干 涉场（图中斜线较密的区域）。如果将一屏幕P置于干涉场中的任何地方，则在屏幕P上的bc区域会出现明暗相间的干涉条纹。因为干涉场范围比较窄，干涉条纹的间距也很小，所以一般要用测量显微镜或测微目镜来观测。
如图4.6.2所示，设S 1及S 2是双棱镜B 所产生的两相干虚光源，其间距为l ，屏幕到S 1S 2平面的距离为d 0。若屏上的P 0点到S 1和S 2的距离相等，则S 1和S 2发出的光波到P 0的光程也相等，因而在P 0点相互加强而形成中央明条纹。 设S 1和S 2到屏上任一点Pk 的光程差为Δ，P k 与P 0的距离为x k ，则当l< 双棱镜干涉实验 【实验目的】 1 •掌握用双棱镜获得双光束干涉的方法，加深对干涉条件的理解. 2 •学会用双棱镜测定钠光的波长. 【实验仪器】光具座、白屏、单色光源钠灯、测微目镜、短焦距扩束镜、白炽灯、氦氖激光 器、毛玻璃屏、滑块（若干个）、手电筒可调狭缝、双棱镜、辅助透镜、白屏、凸透镜（不 同焦距的数个）。 【实验原理】 如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且它们的位相差不随时间而变 为加强，在另一些地方表现为减弱 （甚至可能为零）, 这种现象称为光的干涉. 菲涅耳利用图1所示的装置，获得了双光束的干涉现象•图中 AB 是双棱镜，它的外形 结构如图2所示，将一块平玻璃板的一个表面加工成两楔形板，端面与棱脊垂直，楔角 A 较小（一般小于10） •从单色光源发出的光经透镜 L 会聚于狭缝S,使S 成为具有较大亮度的 线状光源.从狭缝 S 发出的光，经双棱镜折射后，其波前被分割成两部分，形成两束光，就 好像它们是由虚光源 S1和 S2发出的一样，满足相干光源条件，因此在两束光的交叠. 区域 图1 图2 P1P2 内产生干涉•当观察屏 P 离双棱镜足够远时，在屏上可观察到平行于狭缝 S 的、 明暗相间的、等间距干涉条纹. 设两虚光源S1和S2之间的距离为d ，虚光源所在的平面（近似地在光源狭缝 S 的平面 内）到观察屏P 的距离为 d ，且d d ,干涉条纹间距为 X ,则实验所用光源的波长 为 d x d 因此，只要测出d 、d 和x ，就可用公式计算出光波波长. 【实验内容】 1 •调节共轴 （1） 将单色光源 M 会聚透镜L ,狭缝S ,双棱镜AB 与测微目镜P 放置在光具座上.用 目视法粗略地调节它们中心等高、共轴，棱脊和狭缝 S 的取向大体平行. （2） 点亮光源M 通过透镜L 照亮狭缝S ,用手执白纸屏在双棱镜后面检查： 经双棱镜折 化，那么在两列 二少 在某些地方表现 光波相交的区 域，光强分布是 不均匀的，而是双棱镜干涉实验