双棱镜干涉测波长资料

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普物实验:复习-双棱镜干涉测波长

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。

用菲涅尔双棱镜测量光的波长

用菲涅尔双棱镜测量光的波长

一、引言法国科学家菲涅尔用几个自己设计的新实验,在当时令人信服地证明了光的干涉现象的存在,这些实验之一就有他在1826年进行的双棱镜实验。

与杨氏双缝干涉借助衍射形成分波面干涉不同,它利用棱镜形成“双缝”,并用毫米级的精度测量出纳米级的精度,它的物理思想、实验方法和测量技巧至今仍值得我们学习,并且对于以后微观物理学方面的实验仍然具有巨大的作用。

在本实验中通过用菲涅尔双棱镜对纳光波长的测量,要求我们掌握光的干涉有关原理及光学测量的基本技巧,特别要学习在光学实验中计算测量结果不确定度的各种方法。

二、实验原理1)菲涅尔双棱镜实际上是一个顶角A极大的等腰三棱镜,如下图所示,当S点处的单色点光源从BC面入射时,通过ABD的光向下偏折,通过ACD的光向上偏折,形成如图所示的交叠区,并产生S1、S2两个虚的点光源,于是在交叠区两个虚光源发出的相干光发生干涉;干涉条纹间距为X=Dλ/d (1);其中d是两个虚光源之间的间距;D是光源到观察屏的距离;λ是光的波长。

用测微目镜的分划板作为观察屏可直接读出条纹间距X的值,D可直接由导轨上的直尺读出。

观察屏 S点光源通过双棱镜的折射2)虚光源间距的测量:使用二次成像法,光路图如下图所示:在双棱镜与测微目镜之间加一个焦距为f的凸透镜L,当D>4f时,可以移动L在测微目镜中观察到两虚光源的放大像和缩小像,读出虚光源像的间距d1,d2;有几何光学可知:d=(d 1d 2) 1/2;带入即可求出虚光源间距d 的值。

(由于制图不太准,图上显示的两个焦距f 略有差异,实际是相同的)3) 实验时我们利用以上原理来对未知量条纹间距X ,及虚光源间距d ;并且将点光源换成线光源使衍射条纹由点变线,增强了条纹的亮度,方便读数测量。

三、实验装置及实验过程实验装置双棱镜、测微目镜、光具座、线光源和透镜; 右图为测微目镜的结构图:使用时调节目镜与分划板之间的距离使之能清晰地看到分划板的准线及刻度线;而后调节测微目镜与待测实像的距离使像清晰无视差并且便于测量。

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。

用菲涅尔双棱镜测量光波波长

用菲涅尔双棱镜测量光波波长
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
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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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实验17菲涅耳双棱镜干涉测波长

实验17菲涅耳双棱镜干涉测波长

实验17 菲涅耳双棱镜干涉测波长利用菲涅耳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。

双棱镜是利用分波阵面法获得相干光的光学元件,本实验用双棱镜实验装置测单色光的波长。

实验目的和学习要求1. 学习用双棱镜干涉测量单色光波长的原理和方法;2. 进一步掌握光学系统的共轴调整;3. 学会测微目镜的使用;4. 练习逐差法处理数据和计算不确定度。

实验原理如果两列光波其频率相同,振动方向相同,相位相同或位相差恒定,且振幅差别不太悬殊的情况下,它们在空间相遇时叠加的结果,将使空间各点的光振幅有大有小,随地而异,形成光的能量在空间的重新分布。

这种在空间一定处光强度的稳定加强或减弱的现象称为光的干涉。

获得相干光源,依其原理不同可分为分振幅法和分波阵面法,牛顿环和劈尖干涉是分振幅的干涉,双棱镜是利用分波阵面法而获得相干光源的。

菲涅耳双棱镜可以看作是由两块底面相接、棱角很小(约为1°)的直角棱镜合成的。

若置波长为λ的单色狭条光源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再放一屏,即可观察到明暗相间的干涉条纹。

(如图17-1)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察。

图17-1 双棱镜干涉光路现在讨论屏上干涉条纹的分布情况,分别从相干光源S1和S2发出来的光相遇时,若它们之间的光程差δ恰等于半波长(λ/2)的奇数倍,则两光波叠加后为光强极小值;若δ恰等于波长λ的整数倍,两光波叠加后得光强极大值。

即暗纹条件δ = (2-1)λ / 2 = ± 1, ±2 ,……(17-1)明纹条件δ = λ= 0 , ± 1, ±2 , ……(17-2)如图(17-2)所示,设S1和S2是双棱镜所产生的两相干虚光源,其间距为,屏幕到S1S2平面的距离为D,若屏上的P0点到S1和S2的距离相等,则S1和S2发出的光波到P0的光程也相等,因而在P0点相互加强而形成中央明条纹。

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

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。

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

用双棱镜干涉测光波波长的实验报告实验报告:用双棱镜干涉测光波波长摘要:本实验通过使用双棱镜干涉仪测量光波的波长。

首先使用可见光源发出的光波通过一个狭缝进入光源之后,然后经过一片镜片透射并折射至一个反射镜上。

反射镜会将光波反射回来,经过同样的路径返回光源。

之后,光波会经过双棱镜,在双棱镜的相交面发生干涉,形成明暗相间的条纹。

通过测量条纹的间距,计算得到光波的波长。

最后,将测得的实验数据与理论计算进行对比,验证实验方法的准确性。

引言:干涉是一种波动现象,广泛应用于物理学和光学领域。

双棱镜干涉仪是一种重要的实验装置,用于测量光波的波长。

在本实验中,我们将使用双棱镜干涉仪测量光波波长。

通过实验测量得到的数据,可以验证光波的波动性,加深对干涉现象的理解。

实验原理:双棱镜干涉仪是一种基于干涉现象的实验仪器。

当光波通过双棱镜时,由于两个棱镜的角度不同,光束在接触面的交叉区域会发生干涉现象。

在干涉区域内,光波的相位差会导致明暗相间的干涉条纹出现。

当两束光波经过双棱镜后重新重叠时,如果它们的相位差是整数倍的2π,就会产生干涉增强,形成明纹;如果相位差是奇数倍的π,就会产生干涉抵消,形成暗纹。

两束光波的相位差与光波的波长和棱镜的几何参数有关。

通过测量干涉条纹的间距,就可以反推出光波的波长。

实验步骤:1.将可见光源放置在适当的位置,使得光线能够通过狭缝。

2.调节狭缝的宽度,使得透过狭缝的光线足够亮且窄。

3.将一片透明的玻璃片放置在光源上,将折射后的光线引导到反射镜上。

4.调节反射镜的角度,使得反射后的光线能够重新射回光源。

5.将双棱镜放置在光源后面,并调节双棱镜的间距和入射角度。

6.在干涉区域观察干涉条纹的形成,并使用目镜测量明纹和暗纹之间的距离。

7.重复实验,测量多组数据,计算光波的波长。

8.将实验数据与理论计算进行对比,验证实验方法的准确性。

数据记录和计算:根据测量得到的干涉条纹间距和棱镜的几何参数,我计算出了不同光波波长下的相位差。

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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。

在实验结果分析中,可以通过计算标准差和相对误差来评估实验结果的精度和可靠性。

同时,还可以将实验结果与理论值进行比较,从而验证实验方法的正确性。

通过分析实验结果还可以发现光源的能量分布与干涉条纹的间距之间的关系等规律。

总之,双棱镜干涉是一种非常实用的光学实验方法,通过它可以测量光波的波长等光学参数。

在实验过程中要认真细致地操作并准确记录数据,以提高实验结果的准确性和可靠性。

同时还要积极思考和分析实验结果,探究其中的规律和原理。

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