光速的测量
对光速的四种测量方法(一)

对光速的四种测量方法(一)对光速的四种测量引言光速是自然界中的一个重要常数,也是物理学中的一个关键概念。
为了准确测量光速,科学家们利用了多种方法,并不断改进测量技术。
本文将介绍四种常用的光速测量方法,并对每种方法进行详细说明。
1. 法拉第干涉法•法拉第干涉法是通过测量光在不同介质中传播的速度来间接测量光速的方法。
•该方法利用了法拉第效应的原理,即光在不同介质中的折射率不同。
•通过测量光传播过程中的相位差,可以计算出光速的值。
2. 经典迈克尔逊干涉仪法•经典迈克尔逊干涉仪法是一种直接测量光速的方法。
•该方法利用了迈克尔逊干涉仪的原理,通过调节镜面的位置,使得两路光线相遇时产生干涉条纹。
•通过测量干涉条纹的移动速度,可以得到光速的准确数值。
3. 散斑法•散斑法也是一种直接测量光速的方法。
•该方法利用了散斑的特性,即由于光的波长很小,散斑的大小和形状对光速具有较高的敏感性。
•通过测量两个连续瞬时散斑的位置差,可以计算出光速的值。
4. 吸收法•吸收法是一种间接测量光速的方法,适用于有较高浓度的吸收材料。
•该方法利用了材料对光的吸收特性,通过测量光在材料中传播的距离和时间,可以计算出光速的值。
•由于材料的吸收特性对光速的测量具有一定的误差,因此该方法常常与其他测量方法结合使用。
结论通过以上四种测量方法,科学家们不断改进光速测量技术,为光速的准确确定做出了重要贡献。
不同的测量方法在不同领域具有不同的适用性,科学家们将继续探索更准确、更精确的光速测量方法,推动科学研究的发展。
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1. 法拉第干涉法•法拉第干涉法是利用法拉第效应测量光速的一种间接方法。
•法拉第效应是指当光通过不同介质时,光的传播速度会发生改变。
•通过测量光在不同介质中的传播速度差异,可以计算出光速的值。
•这种方法的优点是测量精度较高,但需要较为复杂的实验装置和较长的测量时间。
测光速的方法

测光速的方法
一、什么是测光速?
测光速就是测量物体在当前空间中运动的速度,它是光在特定物质中传播的速度。
二、测光速的方法
1、干涉法
干涉法是最常用的测量光速的方法,它通过观察干涉图形来计算光速。
干涉法通常使用双灰色条,在一端发射一束平行光,并在另一端用两个对比板把其分割以产生一组干涉条纹。
纹线的间距可以被用于计算光速。
2、瞬变方法
瞬变方法同样也通常被用来测量光速。
它是在测量观察物体的距离时发出一束光,并以某种方式将光源在观测物体之前和之后做比较,然后得到光源的速度。
3、Pulse Propagation Method
这是一种检测物体运动方向和速度的方法,它使用一个精确的电脉冲在焦点发射,然后用接收器探测反射回来的电脉冲。
发射时间和反射电脉冲接收到时间的差值可以利用海神公式运算出物体运动的
速度。
三、总结
从上面的介绍来看,想要测量光速,可以采用干涉法、瞬变方法和脉冲传播法。
每种方法都有它自己的优缺点,因此应根据实际情况
选择不同的方法。
光速测量方法

光速测量方法光速是一个非常重要的物理常量,它不仅仅是基本物理学理论的重要组成部分,而且也应用在许多高科技领域中。
测量光速的方法越来越受到物理学家和工程师们的关注。
下面,我们就来介绍一些光速测量方法。
1. 蒙特卡罗方法蒙特卡罗方法是一种基于随机模拟的计算方法,被广泛应用于物理、计算机科学、金融等领域。
测量光速的蒙特卡罗方法是基于对光速测量误差的统计分析,通过大量模拟数据得到更为准确的测量结果。
2. 干涉法干涉法是一种基于光波干涉原理的测量方法。
它利用两束波之间光程差的变化来确定光速的大小。
干涉法的优点是测量精度高,但需要专业的光学仪器。
3. 光栅衍射法光栅衍射法是一种基于光栅衍射原理的测量方法。
它利用光栅的衍射效应来测量光的波长,并根据公式v=fλ计算出光速。
这种方法也需要专业的光学仪器。
4. 电光效应法电光效应法是一种基于电子和光的相互作用原理的测量方法。
它利用电场对光的速度产生影响,从而测量光速。
这种方法可用于研究光在各种介质中的传播速度特征。
5. 等时间差法等时间差法是一种基于光时间差原理的测量方法。
它利用控制不同路径的光通过时间差和空间距离,测量光的速度。
等时间差法的优点是可以获得更高的测量精度。
除了上述提到的光速测量方法,还有一些其他的方法可以用来测量光速。
激光测距法、偏振测量法、闪烁法等等。
这些测量方法在不同的领域和应用中发挥着重要的作用。
激光测距法是一种基于激光束传播时间的原理来测量距离的方法,它可以通过计算时间和速度的乘积来得到光速。
这种方法应用于地球和卫星之间的距离测量,是卫星导航和地理测量中必不可少的技术手段之一。
偏振测量法是一种基于光偏振的原理来测量光速的方法,它通过测量光的传播速度来确定光速。
这种方法广泛应用于晶体和液体中的光学研究中,以及生物医学领域的某些实验中。
这些光速测量方法的发展和应用将推动我们对光学的深入研究和认识。
它们也为我们研发高精度、高速度的光学设备提供了重要的支撑。
几种测量光速的方法

几种测量光速的方法引言: 光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义。
它不仅推动了光学实验, 也打破了光速无限的传统观念;在物理学理论研究的发展里程中, 它不仅为粒子说和波动说的争论提供了判定的依据, 而且最终推动了爱因斯坦相对论理论的发展。
摘要: 光速的测定, 经过了几百年的历史, 最初的光速是由惠更斯根据丹麦科学家罗曼的理论测出的, 但是很不精确。
随后的科学家为了的到更精确的结果, 便发明并运用不同的方法去测定光速, 其中最先较精确的结果是法国科学家菲索旋转齿轮法, 接着的是迈克尔逊的旋转镜和干涉仪的测法, 还有生活中运用微波炉测定光速的方法。
关键字: 光速的测定一.正文:二.惠更斯的测定的光速丹麦青年科学家罗默。
罗默生于奥尔胡斯, 在哥本哈根受过教育, 后来移居巴黎。
在罗默来巴黎的30年前, 意大利天文学家卡西尼应路易十四聘请也来到巴黎,他对木星系进行了长期系统的观察和研究。
他告诉人们, 木星和地球一样也是围绕着太阳运行的行星, 但它绕太阳运行的周期是12年。
在它的周围有12颗卫星, 其中有4颗卫星特别亮, 地球上的人借助于望远镜就可以看清楚它们的位置。
由于这些卫星绕木星运行, 隔一段时间就会被木星遮食一次, 其中最近木星的那颗卫星二次被木星遮食的平均时间间隔为42小时28分16秒。
罗默在仔细观察和测量之后发现, 这个时间间隔在一年之内的各个时间里并不是完全相同的, 并且当木星的视角变小时, 这个时间间隔要大于平均值。
1676年9月, 罗默向巴黎科学院宣布, 原来预计11月9日上午5点25分45秒发生的木卫食将推迟10分钟。
巴黎天文台的天文学家们虽然怀疑罗默的神秘预言, 但还是作了观测并证实了木卫食的推迟。
11月22日罗默在解释这个现象时说, 这是因为光穿越地球的轨道需要时间, 最长时间可达22分钟。
后来惠更斯利用罗默的数据和地球轨道直径的数据, 第一次计算出光速为2×108米/秒。
初中物理光学-光速的测量

初中物理光学-光速的测量
光速是物理学中最重要的基本常数之一,也是所有各种频率的电磁波在真空中的传播速度.狭义相对论认为:任何信号和物体的速度都不能超过真空中的光速.在折射率为n的介质中,光的传播速度为:v=c/n.在光学和物理学的发展历史上,光速的测定,一直是许多科学家为之探索的课题.许多光速测量方法那巧妙的构思、高超的实验设计一直在启迪着后人的物理学研究.历史上光速测量方法可以分为天文学测量方法、大地测量方法和实验室测量方法等
一、光速测定的天文学方法
1.罗默的卫星蚀法
光速的测量,首先在天文学上获得成功,这是因为宇宙广阔的空间提供了测量光速所需要的足够大的距离.早在1676年丹麦天文学家罗默(16441710)首先测量了光速.由于任何周期性的变化过程都可当作时钟,他成功地找到了离观察者非常遥远而相当准确的时钟,罗默在观察时所用的是木星每隔一定周期所出现的一次卫星蚀.他在观察时注意到:连续两次卫星蚀相隔的时间,当地球背离木星运动时,要比地球迎向木星运动时要长一些,他用光的传播速度是有限的来解释这个现象.光从木星发出(实际上是木星的卫星发出),当地球离开木星运动时,光必须追上地球,因而从地面上观察木星的两次卫星蚀相隔的时间,要比实际相隔的时间长一些;当地球迎向木星运动时,这个时间就短一些.因为卫星绕木星的周期不大(约为1.75天),所以上述时间差数,在最合适的时间(上图中地球运行到轨道上的A。
测定光速的实验方法

31. 测定光速的实验方法1. 1.斐索齿轮法1849年,斐索第一个不用天文观察,而在地面上的实验装置中测得光速。
此法实质上与伽利略提出的方法一致,不过用反射镜代替了第二个观察者,旋转的齿轮代替了用手启闭的开关。
换言之,即用反射镜保证行至第二观察者〔直〕的信号能立即返回。
并用齿轮来较准确的测定时间。
齿轮法的装置如图4所示。
光自垂直于图面的狭缝状光源s 出发,经过透镜L 和有半镀银面的平板M 1,而会聚于F 点。
在F 点所在的平面内,有一个旋转速度可变的齿轮W ,它的齿隙不遮光,而它的齿却能遮住所有会聚于F 点的光。
通过了齿隙的光,经过透镜L 1后成为平行光,透镜L 2将此平行光会聚在它自己焦点上的凹面反射镜M 2的外表上。
光至反射镜M 2后被反射沿原路回来。
如果在光由F 到M 2的一个往返的时间间隔Δt 内,齿轮所旋转的角度正好使齿隙被齿所代替,那么由M 2反回的光受阻,在透镜L 3后E 处看不见光;反之,如果齿隙被另一齿隙所代替,那么在E 处能看见由M 2反回来的光。
这样,当齿轮转速由零而逐渐加快时,在E 处将看到闪光。
当齿轮旋转而达第一次看不见光时,必定是图4中的齿隙1为齿a 所代替。
设齿轮此时的转速为每秒v 圈,齿数为n ,那么a 转到1所需的时间间隔另一方面,在此时间内光由F 到M 2,又由M 2返回到F ,走了路程2L,即 c L t 2=∆ vt η 2 1= ∆比拟所得的两式,那么有C = 4nL v。
〔4〕斐索用齿数720的齿轮,取2L等于1.7266×105米,发现第一次看不见光时齿轮的旋转速度为每秒12.6圈,测得光速为3.15×108米/秒。
这个实验中主要的误差是很难准确地定出看不见光的条件,因为齿有一定的宽度,当F不正好在齿的中央时光也能被遮住。
斐索之后,还有考纽〔1874〕,福布斯〔Forbes〕,以及珀罗汀〔Perotin〕等人先后改良了这个实验,所得结果均在2.99×l08和3.01×108米/秒的范围内。
光速测量的方法完整版

光速测量的方法完整版光速是光在真空中传播的速度,它是物理学中一个重要的常数。
光速的准确测量对于科学研究和工程应用具有重要意义。
本文将介绍几种常见的测量光速的方法,并详细阐述每种方法的原理和步骤。
一、费朗菲法测量光速费朗菲法是一种基于光的干涉现象的测量方法,利用两束相干光的叠加干涉现象来测量光的传播速度。
实验步骤:1.准备一块平行的玻璃板或光路径较长的介质,将光源照射到板上,使光线经过一定的路径后反射回来。
2.调整光源和板之间的距离,使得反射回来的光线与来自光源的光线在其中一点上相干叠加。
3.在相干叠加的区域中放置一个可调节的半透明平板,通过调节平板的倾斜角度,使得反射光和透射光之间的光程差达到最小值。
4.测量半透明平板在达到最小光程差时的倾斜角度。
5.根据半透明平板的倾斜角度和反射回来的光线与来自光源的光线的夹角,可以计算出光在材料中的传播速度。
二、福克频率法测量光速福克频率法利用声波和光波之间的相互作用来测量光速。
通过测量声波在介质中的传播速度以及光在介质中的折射率,可以计算出光速。
实验步骤:1.准备一个声波源和一个光源,将它们放置在介质中。
2.通过控制声波源的频率和光源的发光频率,使得声波和光波在介质中产生共振现象。
3.通过改变声波源和光源之间的距离,测量共振现象的频率。
4.根据声波的频率和声速以及光的频率和折射率,可以计算出光速。
三、飞行时间法测量光速飞行时间法是一种基于光速和时间的测量方法,通过测量光传播的时间和光线的路程来计算光速。
实验步骤:1.准备一个脉冲激光器和一个光传感器,将它们放置在一条直线上。
2.由脉冲激光器发射一束激光,光线经过一段距离后被光传感器接收到。
3.测量激光从发射到被接收的时间差。
4.根据测得的时间差以及光线传播的路程,可以计算出光速。
综上所述,费朗菲法、福克频率法和飞行时间法是几种常见的测量光速的方法。
每种方法都有其独特的原理和实验步骤,通过合理设计实验,并使用精密的测量装置可以测量出光的传播速度。
光速的测量

步骤/方法
光速的测量方法: 最早光速的准确数值是通过观测木星对其卫星的掩食测量的。还有转动齿轮法、转镜法、克尔盒法、变频闪光法等光速测量方法。
1.罗默的卫星蚀法
光速的测量,首先在天文学上获得成功,这是因为宇宙广阔的空间提供了测量光速所需要的足够大的距离.早在1676年丹麦天文学家罗默(1644— 1710)首先测量了光速.由于任何周期性的变化过程都可当作时钟,他成功地找到了离观察者非常遥远而相当准确的“时钟”,罗默在观察时所用的是木星每隔一定周期所出现的一次卫星蚀.他在观察时注意到:连续两次卫星蚀相隔的时间,当地球背离木星运动时,要比地球迎向木星运动时要长一些,他用光的传播速度是有限的来解释这个现象.光从木星发出(实际上是木星的卫星发出),当地球离开木星运动时,光必须追上地球,因而从地面上观察木星的两次卫星蚀相隔的时间,要比实际相隔的时间长一些;当地球迎向木星运动时,这个时间就短一些.因为卫星绕木星的周期不大(约为1.75天),所以上述时间差数,在最合适的时间(上图中地球运行到轨道上的A和A’两点时)不致超过15秒(地球的公转轨道速度约为30千米/秒).因此,为了取得可靠的结果,当时的观察曾在整年中连续地进行.罗默通过观察从卫星蚀的时间变化和地球轨道直径求出了光速.由于当时只知道地球轨道半径的近似值,故求出的光速只有214300km/s.这个光速值尽管离光速的准确值相差甚远,但它却是测定光速历史上的第一个记录.后来人们用照相方法测量木星卫星蚀的时间,并在地球轨道半径测量准确度提高后,用罗默法求得的光速为299840±60km/s.
c=299796km/s
这是当时最精确的测定值,很快成为当时光速的公认值.
三、光速测定的实验室方法
光速测定的天文学方法和大地测量方法,都是采用测定光信号的传播距离和传播时间来确定光速的.这就要求要尽可能地增加光程,改进时间测量的准确性.这在实验室里一般是受时空限制的,而只能在大地野外进行,如斐索的旋轮齿轮法当时是在巴黎的苏冷与达蒙玛特勒相距8633米的两地进行的.傅科的旋转镜法当时也是在野外,迈克耳逊当时是在相距35373.21米的两个山峰上完成的.现代科学技术的发展,使人们可以使用更小更精确地实验仪器在实验室中进行光速的测量.
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实验1-8光速的测量发布时间:2008-07-09共4页:上一页1[2][3][4]下一页光速测量实验已经历了300多年的历史。
从1676年丹麦天文学家罗迈首次提出有效的测量光速的方法以来,许多科学家采用不同手段对光速进行了测量:包括荷兰物理学家惠更斯、英国天文学家布拉德雷等;法国人菲索采用旋转齿轮法,法国物理学家傅科则利用旋转镜法测空气中的光速;1874年考尔纽也对光速进行了测量。
最有名的是迈克尔逊,他以光速测量为终生目标,自己设计了旋转镜和干涉仪,用来测量光速和波长、折射率和微小长度量。
1879年,他测得光速为299910±5Km/s;1882年测得光速299853±6Km/s,这个结果被公认为国际标准并沿用了40年。
他因此在1907年获得诺贝尔物理学奖。
但人类对光速的测量并未完结,1928年,卡洛拉斯和米太斯塔德首次提出用可尔盒法测定光速,直到1951年贝奇斯传德用这种方法测出光速为299793Km/s.由于光波是电磁波,所以艾森提出了用空腔共振法来测量光速。
其原理是:微波通过空腔时,当它的频率为某一值时发生共振。
根据空腔的长度可以求出共振腔的波长,再将共振腔的波长换算成光在真空中的波长,由波长和频率可计算出光速。
当代计算出的最精确的光速都是通过波长和频率求得的。
1958年,弗鲁姆求出光速的精确值:299792.5±0。
1Km/s.1972年,埃文森测得了目前真空中光速的最佳数值:299792457.4±0.1m/s.光速的测量在光学的研究历程中有着重要的意义.光速测量方法和精确度的每一点提高都反映和促进了相应时期物理学的发展.尤其在微粒说与波动说的争论中,光速的测定曾给这一场著名的科学争论提供了非常重要的依据.一.实验目的1.根据波的基本概念,设计光波参数测量的方法。
2.熟悉两种光速测量的实验方法:声光调制法测定光速和利用周期性光信号测定光速。
二.实验原理方法(一)光拍频法(声光调制即光拍法测定光速)(一)光拍的产生和传播在介质中传播超声波时,由于弹性应变导致介质折射率或介电常数的变化。
此时,当光通过该介质时会发生衍射现象——声光效应。
本实验采用声光调制器将单色激光调制后产生具有一定频差又重叠在一起的两光束,从而方便地获得光拍频(声光移频的详细原理请看本实验的附录)。
根据振动叠加原理,频差较小、速度相同的两同向共线传播的简谐波相叠加即形成拍。
拍频波的频率(即拍频)是相叠加的二简谐波的频差。
考虑振幅相同为E0、频率分别为为和(频差较小)的两列沿轴方向传播的平面光波:式中,为波数,和分别为两列波在坐标原点的初位相。
若这两列光波的偏振方向相同,则叠加后形成=(1-8-1)上式就是沿轴方向的拍频波,其圆频率为,振幅为。
因为振幅以频率周期性变化,所以被称为拍频波,称为拍频。
图(1-8-1a)所示为拍频波场在某一时刻t的空间分布,振幅的空间分布周期就是拍频波长,以表示。
因为拍频波的频率较光频率要小得多,所以我们可以用光电检测器检测。
图(1-8-1a)拍频波场在某一时刻t的空间分布用光电探测器接受光的拍频波,由于光频高达Hz,光振动的周期约为秒,到目前为止,即使是最好的光电探测器,其响应时间也只能达到秒,它远大于光波的周期。
因此,任何探测器所产生的光电流都只能是在响应时间内的时间平均值(1-8-2)式中为探测器的光电转换常数。
在同一时刻,光电流的空间分布如图(1-8-1b)所示。
图(1-8-1b)光电流的空间分布式中△ω=ω1-ω2,△ϕ=ϕ1-ϕ2,将直流成分滤掉,即得光拍信号。
而光拍信号的位相又与空间位置χ有关,即处在不同位置的探测器所输出的光拍信号具有不同的位相。
设空间某两点之间的光程差,该两点的光拍信号位相差为,根据(1-8-2)式应有(1-8-3)如果将光频波分为两路,使其通过不同的光程后入射同一光电探测器,则该探测器所输出的两个光拍信号的位相差与两路光的光程差之间的关系仍由上式确定。
当时,,恰为光拍波长,此时上式简化为C=·(1-8-4)可见,根据=C/只要找出两束拍频光波的相位相同点的位置,测出两光路的光程差,使用频率计测出加载到声光移频器上的频率F,既可得出=2F,由此可求出光速C=·=·2F(二)相拍二光波的获得。
为产生光拍频波,要求相叠加的两光波具有一定的频差,这可通过超声与光波的相互作用来实现。
具体方法有两种,一种是行波法,如图(1-8-2a)所示,在声光介质与声源(压电换能器)相对的端面敷以吸声材料,防止声反射,以保证只有声行波通过介质。
超声在介质中传播,引起折射率的周期性变化,使介质成为一个位相光栅,激光束通过介质时要发生衍射。
衍射光的圆频率与超声波的圆频率有关,第级衍射光的圆频率,其中是入射光的圆频率,为超声波的圆频率,为衍射级,利用适当的光路使零级与+1级衍射光汇合起来,沿同一条路经传播,即可产生频差为的光拍频波。
图1-8-2a行波法获得相拍二光波图1-8-2b驻波法获得相拍二光波另一种是驻波法,如图(1-8-2b)所示,前进波与反射波在介质中形成驻波超声场,此时沿超声传播方向,介质的厚度恰为超声半波长的整数倍,这样的介质也是一个超声位相光栅,激光束通过时也要发生衍射,且衍射光效率比行波法要高。
第级衍射光的圆频率式中可见,在同一级衍射光内就含有许多不同频率的光波。
因此,用同一级衍射光即可获得拍频波。
例如,选取第一级,由的两种频率成分叠加,可得拍频为2的拍频波。
两种方法比较,显然驻波法有利,我们的实验中采用产生驻波的声光移频器。
(三)实验仪器(介绍两种)1.CG—Ⅱ型(或CG—Ⅲ型)光速测定仪、超高频功率信号源、12伏直流稳压电源、SBM—14型示波器,E324型数字频率计。
2.CG—Ⅲ型光速测定仪,只需配备ST—16型示波器和E324型数字频率计。
(1)用CG—Ⅱ型光速测定仪时,实验装置如图(1-8-3)所示。
超高频功率信号源产生的频率为F的信号输入到声光频移器,在声光介质中产生驻波超声场。
6328的He—Ne激光通过介质后发生衍射,第1级(或零级)衍射光中含有拍频为的成分。
图(1-8-3)CG—Ⅱ实验装置示意图半反镜M将第一级(或零级)衍射光分成两路,远程光束①依次经全反射镜M、M反射后。
透过半反镜M,又与经M反射后的近程光束②汇合,入射到光电倍增管。
光电倍增管的输出电流经滤波放大电路后,滤掉了频率为以外的其他所有成分,只将频率为的拍频信号输入SBM—14型示波器轴,而轴则利用示波器本身的扫描系统并把频率为的功率信号作为示波器的外触发信号。
用斩光器依次切断光束①和②,则在示波器屏上同时出现光束①和②的拍频信号的正弦波形(依次切断光束①和②,相当于用电子开关控制的双踪示波)。
调节两路光的光程差,当程差恰等于一个拍频波长时,两正弦波的位相差恰为,波形第一次完全重合,根据(1-8-4)式从导轨上测得,用数字频率计测得功率信号源的输出频率,根据上式可得出空气中的光速。
因为实验中的拍频波长约为10米,为了使装置紧凑,远程光路采用折叠式,如图(1-8-4)所示。
图中虚线表示近程光路,实线表示远程光路。
实验中用圆孔光阑取出第1级(或零级)衍射光产生拍频波,将其他衍射光滤掉。
图(1-8-4)CG—Ⅱ实验光路图(2).CG—Ⅲ型光速测定仪CG—Ⅲ型光速测定仪与Ⅱ型的不同之处在于:第一、Ⅲ型的主机本身含有超高频功率信号源和直流稳压电源;第二、光路的折叠形式不同,(见图1-8-5),接收器采用光电二极管;图1-8-5CG-Ⅲ型光速测定仪光路图第三、增加了信号处理电路(见图1-8-6),29.7MHz的本机震荡信号与30MHz的光拍信号混频后,以300MHz的信号混频后,以300kHz的中频信号输入示波器Y轴;同时,29.7MHz的本振信号经二分频后与来自功率信号源的15MHz的信号混频后以150kHz的中频信号输入示波器的“外触发”端(对于不同仪器,各频率值可能与这里列举的数值不同,但滤波后的信号与功率源的信号总是倍频关系,输入Y轴与输入“外触发”端的信号也总是倍频关系)。
由于增加了分频与混频的信号处理电路,因而可以使用普通示波器,而不再需要使用高频示波器。
图1-8-6CG—Ⅲ实验装置方框图四.实验内容本实验采用CG—Ⅲ型光速测定仪实验装置1.熟悉实验装置;按图1-8-6连接线路(除示波器和频率计外,其余设备和器件都已安装在光速测定仪的机箱里。
激光器、各种镜片、斩光器装在台面上。
)2.打开激光电源,调节激光电流至4.5mA左右。
按照图1-8-5调节整个光路:激光束经过声光移频器射向小孔光阑,(此时声光移频器不加信号,也不开斩光器电源)。
调整小孔光阑位置使激光束完全通过,并照射在450角放置的全反射镜片上。
反射光再经一半反射镜片分成两束光(一束透射光、一束反射光),一束透射光直接经过另一个半反射镜反射后进入光电二极管接收器,这束光是近程光信号。
另一束反射光经过台面上左右两排反射镜的几次反射,最后也经过同一个半反射镜进入信号接收器,这束光是远程光信号。
调节斩光器的位置和高低,使两光束均能从斩光器的开槽中心通过。
3.依次调节各全反镜和半反镜的调整架螺丝,使远程和近程两光束在同一水平面内反射、传播,最后垂直入射到光电二极管接收器上。
光电二极管接收器封装在左侧的小箱内,可以移开小天窗盖并调节光电二极管接收器位置。
手动斩光器,使斩光器的喇叭口开槽置于遮断远程光而使近程光进入接收器位置。
观察近程光信号是否照在了光电二极管接收器上(光电二极管的玻璃罩被照亮)。
再手动斩光器遮断近程光而使远程光进入接收器位置。
观察远程光信号是否照在了光电二极管接收器上(光电二极管的玻璃罩被照亮)。
整个调节的目的是使近程和远程光信号以最大光强度照射到光电二极管接收器上。
4.接通12伏功率信号源直流稳压电源,调节功率信号源的输出频率,使衍射光最强。
调节小孔光栏,使1级或零级衍射光通过。
再次检查调节各全反镜和半反镜的调整架,使远程和近程两光束在同一水平面内反射、传播,最后垂直入射接收头。
5.打开斩光器电源,斩光器开始旋转,遮断(可用窄纸片)远程光而使近程光进入接收器,示波器上会有近程光的光拍信号波形出现,微调功率信号频率,使波形幅度最大。
再遮断近程光使远程光照亮信号接收器,观察远程光的光拍信号波形是否与近程光的幅度相等,如不相等,可调节最后一个全反镜的俯仰,改变远程光进入接收器的光通量,使两波形的幅度相等(必要时还可在接受器外的光路上加一个会聚透镜,将远程光会聚起来入射接收器)。
6.按常规调节示波器:示波器上出现两个幅度大致相等但位相差不等于零的正弦波形。
要测量相位相同时的光程差,必须找出两波形位相差为零的位置。