实验七 用双棱镜干涉测光波
双棱镜干涉测波长资料

双棱镜干涉测波长资料双棱镜干涉是一种常见的光学干涉实验,通过使用两个棱镜来创建和测量光的干涉条纹,从而测量光波的波长。
以下是双棱镜干涉测波长的一些资料。
一、实验原理双棱镜干涉实验的原理是利用两个棱镜来拆分和重新组合光波,从而在空间中产生干涉现象。
当光通过棱镜时,会被折射并偏转一定的角度。
通过调整两个棱镜之间的距离和角度,可以使得从两个棱镜出来的光波在空间中产生干涉现象,形成明暗交替的干涉条纹。
干涉条纹的间距与光波的波长有关,可以根据干涉条纹的间距来计算光波的波长。
具体来说,假设两个棱镜之间的距离为d,棱镜的折射率为n,入射光的角度为θ,则干涉条纹的间距可以表示为:Δx = λ × n / (2 × sinθ)其中,λ为光波的波长,n为棱镜的折射率,θ为入射光的角度。
二、实验步骤1.准备实验器材:两个相同尺寸的三棱镜、单色光源(如激光笔)、角度计、尺子、实验用的记录纸和笔等。
2.将两个棱镜放置在一张记录纸上,调整两个棱镜之间的距离和角度,使得从两个棱镜出来的光波在空间中产生干涉现象,形成明暗交替的干涉条纹。
3.用单色光源(如激光笔)照射棱镜,使光线垂直于棱镜的平面。
调整光源与棱镜的距离,使得光线可以通过棱镜并照射到干涉条纹上。
4.用角度计测量入射光的角度,并记录下来。
5.用尺子测量干涉条纹之间的距离,并记录下来。
6.改变光源与棱镜的距离或调整棱镜之间的角度,重复步骤2至步骤6,得到多组数据。
7.利用上述公式计算光波的波长,并求出平均值。
三、注意事项1.在实验过程中要保持安静,避免由于环境的干扰而影响实验结果。
2.确保两个棱镜之间的距离和角度调整准确,以免影响干涉条纹的形状和间距。
3.在测量角度和干涉条纹间距时要准确细致,避免误差过大。
4.在使用激光笔等光源时要注意安全,避免直射眼睛或照射易燃物品。
5.在计算光波波长时要根据多组数据求平均值,以提高结果的准确性。
四、实验结果分析根据实验数据,利用上述公式可以计算出光波的波长。
普物实验:复习-双棱镜干涉测波长

3.试证明公式 d'
因当两次成像时,如图,有
u v u v
d’
即所谓共轭.又因,
d 1d2
d' u
d' u
u
d1 v
d2 v
由上两式得:
d' 2 1
d1d2
所以
d'
d 1d2
v u'
L
d1 d2
v'
附:共轭的证明
按照透镜成像公式,在O1处
d’
1 1 1 u Lu f
在O2处
u
1 1 1
4、在双棱镜测定光波波长实验中,你能想出其他方法 测量两个虚光源到测微目镜之间的间距吗?
用双棱镜测定光波波长
一、干涉相关知识 二、实验基本原理 三、如何测量D、d、Δx 四、元件共轴调节 五、实验常见问题及处理
若S1和S2发之间的距离为d ’,S至观察屏的距离为d,
Po为屏上与S1及S2等距离的点,在该点处两束光波 的光程差也为零,因而两波相互加强而成零级的亮 条纹。在Po点的两边还排列着明暗相间的干涉条纹。
d’
d
设S1和S2到屏上距Po点的距离为Xk的Pk点的光 程差为δ ,当d >> d’、d >>X 时,有:
d x
d
如果测得d,d‘及便可由式求出 λ值。
二.如何测量测量d、d’、Δx
用两次成像法测量d、d’,如下图示意:
d’
d1 d2
测微目镜测量放大和缩小虚光源的间距(d1、d2)
d d1d2
ud vd f
因上两式等号右边相等, 而v=L-u,解得
u Ld 2
v=L-u= L- L 2=d
用双棱镜干涉测光波波长分析报告

用双棱镜干涉测光波波长【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.【仪器和用具】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 ,使成S 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1S 和2S 发出的一样,满足相干光源条件,因此在两束光的交叠区域21P P 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双棱镜干涉实验光路 图2 双棱镜结构设两虚光源1S 和2S 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 Dd∆=λ (1) 因此,只要测出d 、D 和x ∆,就可用(1)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0S ,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0S ,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21P P (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(1)减小狭缝S 的宽度,绕系统的光轴缓慢地向左或右旋转双棱镜A B ,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,1S 和2S 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如,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f D '>'4,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1S 和2S 经透镜所成的实像1S '和2S ',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1d ,和两缩小像的间距2d ,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 .21d d d =(2)图3 用透镜两次成像法测两虚光源的间距d(4)用所测得的x ∆、D 、d 值,代入式(1),求出光源的波长λ.(5)计算波长测量值的标准不确定度.4.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,必须引入相应的修正,否则将引起较大的系统误差.(3)测量1d 、2d 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1d 、2d 测量的精确度.(可对比一下加或不加光阑的测量结果.)【思考题】1.双棱镜和光源之间为什么要放一狭缝?为何缝要很窄且严格平行于双棱镜脊才可以得到清晰的干涉条纹?2.试证明公式21d d d =.附:测量钠光波长数据记录与处理D = (mm) x ∆= (mm)x D d ∆=λ=Dd d x 21∆不确定度计算举例:用双棱镜测量光源的波长(λ)实验,测量公式为:Dn x d d 121∆=λ 式中1d 为两虚光源经透镜1L 所成二亮线(光源实像)的间距,2d 为透镜移至2L 二亮线的间距,D 为虚光源到其实像的距离。
用双棱镜测定光波波长.

xk d D
当
(k 0, 1, 2,)
k
在
D x k k d
处产生亮条纹;
D 1 1 而当 (k ) 即 x k (k ) 产生暗条纹。 d 2 2 D 这样,两相邻亮条纹的距离为:x x k 1 x k d
如果测得D,d及便可由式求出 λ值。
二.如何测量测量D、d、Δx
用两次成像法测量D、d,如下图示意:
在实验光具座上测出透镜两次移动间距(Δ),同时 用测微目镜测量放大和缩小虚光源的间距(d’、d’’)
d dd
'
''
D 2 f 4 f 2 2
测量 Δx
直接用测微目镜测量多条干涉条纹间距nΔX 注意:用测微目镜测量时,要克服螺距差
四.实验仪器
干涉 滤波 片 可调 狭缝
双棱镜 凸透镜 测微 目镜
辅助屏
五.实验常见问题及处理
1.测量仪器没有调节好就开始测量数据。实验中通 过测微目镜来测量数据,首先要调节测微目镜的 可旋转目镜部分,将分划板上的叉丝调节到自己 认为最清晰,方可开始后面的测量。 2.用测微目镜测量数据,在具体的操作中转动读数 鼓轮时同样要克服螺距差。 3.在实验中往往出现干涉条纹不够清晰,而有些操 作者就开始测量。引起条纹不够清晰的原因很多: 1.)狭缝过宽,引起双缝干涉的条纹对比度降低 2.)狭缝没有与双棱镜的棱脊平行,等等。
三.元件共轴调节
实验装置应调节到下述状态: (1)光具座上各元件等高共轴。 (2)双棱镜的棱脊严格平行于狭缝,且狭缝 宽度适当,以获得清晰的干涉条纹。
具体调节方法如下: 1.调节单狭缝与双棱镜以及测微目镜共轴。(利用 白光干涉中心位置的移动调节) 2.调节透镜使其与上述系统共轴。(可参考透镜焦 距测量实验)
用菲涅尔双棱镜测量光波波长

一、实验目的 二、实验原理 三、实验仪器
用菲涅尔双棱镜测光波波长
【实验目的】
1. 观察双棱镜产生的干涉现象 2. 掌握获得双光束干涉的一种方法, 进一步理
解产生干涉的条件 3. 学会用双棱镜测定光波波长
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【简要原理】
相干光是产生光的干涉现象的必要条件。常用的获得相干光的 方法有双缝、 双面镜、 双棱镜及洛埃镜等, 它们都是属于双缝干 涉实验的同一类型。 利用相干光产生的干涉图样, 可以测定单色 光的波长。 本实验是用双棱镜测定钠光的波长。
单色光从狭缝 S 射出, 经双棱镜折射后分为两束光,它们好像 是分别从虚光源 S1 和 S2发出的, 它们是相干光。 于是在两束相干 光重叠的区域内产生干涉现象,如图。在该区域内放置的观察屏上 可以观察到明暗交替的等间距的干涉条纹,条纹的取向与狭缝平行。
M P S1
S
S2
N
D
E F
下一页
光波的波长由下式确定:
d x
D
式中 D 为狭缝到观测屏的距离,d 为两虚光源 S1 和 S2 的距
离,x 为条纹间距。 测得 D 、d 座、双棱镜、可调狭缝、会聚透镜、测微目镜、钠光灯
可调狭缝
会聚透镜
测微目镜
钠光灯
双棱镜
光具座
电源
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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(1)减小狭缝S 的宽度,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、S 2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f d '>4,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S 2经透镜所成的实像1S '和2S ',其中一组为放大的实像,另一组为缩小的的间距1d 和两缩小实像.分别测得两放大像像的间距2d ,则按下式即可求得两虚光源取平均值d '. 的间距d '.多测几次,21d d 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λ.(5)计算波长测量值的标准不确定度.【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。
双棱镜测光波波长.pdf

双棱镜测光波波长采用分波阵面的方法,可以获得相干光源,双棱镜颇具有代表性。
虽然在激光出现之后,设法获得相干光源的工作已不如早期那样的重要,但双棱镜干涉在实验构思及装置调整等问题上仍然具有重要意义。
【实验目的】1.观察双棱镜干涉现象;2.用双棱镜测量光波波长;3.学习光具座的调节,熟悉基本光学仪器的使用。
【实验原理】图1 双棱镜干涉原理图双棱镜可看作是由两个折射棱角α很小(小于1°)的直角棱镜底边相接而成。
借助于双棱镜可使从光源S发出的光的波阵面沿两个不同方向传播。
相当于虚光源S1发出的两束相干光。
在两束光交迭空间的任何位置上将有干涉发生,在该区域及S2内可以接受并观察到干涉条纹。
双棱镜干涉条纹间距的计算方法,与扬氏双缝干涉的计算方法相同。
在图2中,若S1和S2之间的距离为d,S至观察屏的距离为D,P0为屏上与S1及S2等距离的点,在该点处两束光波的光程差为零,因而两光波相互加强而成零级的亮条纹。
在P0点的两边还排列着明暗相间的干涉条纹。
图2 几何关系图设S 1和S 2到屏上距P 0点的距离为x k 的P k 点的光程差为δ,当D >>d 、D >>x 时,有d Dx δk=(1)根据相干条件,当光程差δ满足:)2(2λδk ±=时,即在λk dD x ±=(k=0、1、2…)处,产生亮条纹;)2)(12(λδ−±=k 时,即在λ)12(−±=k dD x (k=1、2…)处,产生暗条纹。
这样,两相邻亮条纹的距离为:λdDx x x k k =−=∆+1 (2) 如果测得D ,d 及∆x 便可由(2)式求出λ值。
【实验步骤】1、实验仪器的调整:如图3调节光源,聚光镜,狭缝,双棱镜,辅助透镜,望远镜的同轴等高。
具体步骤如下:①取下所有元件,调节钠灯,聚光镜和望远镜的同轴等高,要求在三者靠近时通过调节聚光镜的高低使得在望远镜中看到均匀明亮的视场,在三者相离比较远时调节望远镜的倾斜使得光斑出于望远镜视场中央。
用双棱镜测光波波长

用双棱镜测光波波长一、实验目的:1、熟练掌握光路的等高共轴技术;2、观察和描述双棱镜干涉现象及特点,体会如何保证实验条件;3、用双棱镜测光波波长。
二、实验仪器钠光灯、光具座、可调单缝狭缝、菲涅耳双棱镜,测微目镜、凸透镜。
三、实验原理频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播,并且它们的相位差不随时间而变化,这两列波在空中相交的区域,光强不均,某些地方加强,另一些地方减弱,这种现象称为光的干涉。
要获得稳定的干涉条纹,必须有满足相干条件的两个相干光源。
利用菲涅尔双棱镜产生相干光束是获得相干光源的一种方法。
从光源发出的光,经双棱镜折射后分两束,这两束光好像分别从两个光源1S 、2S 发出的一样。
满足相干条件,则在两束光相遇的空间形成稳定的干涉场在光路中垂直放一光屏,在屏上即可形成明暗相间的干涉条纹。
由图二可知,由1s 、2s 发出的光线到达P 点的光程差为:21L r r ∆=-22212222()2()2a r D x a r D x =--=+- 图一 菲涅尔双棱镜干涉 图二 双棱镜干涉光程差计算图又,0a x 则2221122ax ax L r r r r D∆=-==+ 若λ为光源发出的单色光波长,干涉最大和最小的光程差分别为:0121()2k ax L k D k λλ⎧⎪∆===±±⎨+⎪⎩ 明条纹,,,暗条纹 两相邻干涉明或暗条纹的间距为:D a x x a Dλλ∆=⇒=∆ x ∆:两相邻条纹之间的间距;D :虚光源到观察屏间的距离;a :两虚光源之间的距离。
实验中用凸透镜成像法测a 的值:实验时,使干涉条纹落在测微目镜分划板上,测条纹间距x ∆和对应的D ,用凸透镜成像法测a ,代入②式,即可求出λ的值。
四、实验内容及要求:1、调节光学元件等高共轴。
调节光源狭缝,双棱镜,测微目镜等高共轴,并使狭缝方向与双棱镜的棱脊沿竖直方向平行。
2、调节出清晰的干涉条纹开启光源,调节光源的放置位置,并调节光路,使从光源发出的光经过狭缝对称的照到双棱镜棱脊的两侧。
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分别测得两放大像的间距d1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 d ,取平均值:
d d1d2
(2)
(4)用所测得的
x 、d
、 d 值,代入式
d x ,求出光源的波长 . d
(5)计算波长测量值的标准不确定度
4.注意事项 (1)使用测微目镜时,首先要确定测微目镜读
2.试证明公式
d d1d2
再见
1.调节共轴 (1)按图所示次序,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
执白屏在双棱镜后面检查:经双棱镜折射后 的光束,是否有叠加区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.
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1)
d和△x,就可用式(1)计 因此,只要测出 d 、
算出光波波长.
实验内容
图中AB是双棱镜,它的外形结构如右图所示,
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 较小( 一般小于 1°).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.
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 .参见下图,
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>4 f ,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 S1和 S 2,其中一 组为放大的实像,另一组为缩小的实像.
2.调节干涉条纹 (1)减小狭缝S的宽度,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,S1S2间距也 d 将减小,这对 的测量不利. )
实验七 用双棱镜干涉测光波波长
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. 仪器和用具 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.
原理
如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方
向传播,并且它们的相位差不随时间而变化, 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. 菲涅耳利用下图所示的装置,获得了双光束 的干涉现象.
(3)测量d1、d2时,由于透镜像差的影响,将
引入较大误差,可在透镜,上加一直径约1 cm的圆孔光阑(用黑纸)以增加d1、d2测量的 精确度.(可对比一下加或不加光阑的测量结 果.)
《复习思考题》
l· 双棱镜和光源之间为什么要放一狭缝?为 何缝要很窄且严格平行于双棱镜脊才可以得 到清晰的干涉条纹?
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,必须引入相应的修正(例如, GP一78型光具座,狭缝平面位置的修正量为 42.5 mm,MCU一15型测微目镜分划板平面 的修正量为27.0 mm), 否则将引起较大的系 统误差.
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