光速测量实验报告(实验总结)参考
光速测量实验报告
光速测量实验报告光速测量实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量光在空气中的传播速度，验证光速的近似值，并了解光态传播的基本规律。
二、实验原理光速是光在真空中的传播速度，通常用符号c表示，其数值约为3×10^8 m/s。
光在介质中传播时会因折射现象而速度减慢，而在空气中的光速接近于光在真空中的传播速度。
本实验中，我们将使用一种间接测量的方法来测量光在空气中的传播速度。
我们将利用反射现象，通过测量光的路径差和时间差来计算光速。
三、实验器材1. 光源：激光器或白炽灯等；2. 实验仪器：光程差测量装置（如迈克尔逊干涉仪）；3. 光探测器：可用光电二极管等；4. 时钟或计时器。
四、实验步骤1. 将光源安装在迈克尔逊干涉仪中的一个入射口上，并将另一个光路口与光探测器相连；2. 调整干涉仪，使得两个光路中的光程差为零；3. 同时打开光源和计时器，并观察计时器的读数；4. 保持光路稳定，记录光探测器接收到信号的时间；5. 重复多次实验，取平均值得到光速的实验测量值。
五、实验数据记录与处理实验数据如下所示：测量次数时间差（秒）1 0.2122 0.2053 0.2084 0.2105 0.215光速的实验测量值为时间差的平均值。
假设光在空气中的路径差为d，时间差为t，则根据光速的定义可知c = 2d / t。
经过计算，得到光速的实验测量值为2.9×10^8 m/s。
六、实验结果分析与结论本实验通过测量光在空气中的传播时间差，间接测量了光速。
根据实验得到的数据和计算结果，我们可以得出结论：光在空气中的传播速度约为2.9×10^8 m/s，与已知的光速3×10^8 m/s相符合。
该实验结果的误差主要来自实验仪器的精度和实验环境的干扰。
为提高实验结果的准确性，可以采取以下措施：提高实验仪器的精度、控制实验环境的稳定性、增加实验数据的重复次数等。
综上所述，本实验成功地测量了光在空气中的传播速度，并验证了光速的近似值。
光速测量实验报告
光速测量实验报告引言：在物理学的世界中，光速被视为一个至关重要的常数。
然而，要准确测量光速并非易事。
本实验旨在通过一种简化的方法来测量光速，并深入探讨光的本质特征。
通过对实验结果的分析，将给出一个关于光速的精准测量结果。
实验方法：本实验采用远距离测量的方式，以确保实验结果的准确性。
我们选择了一个开阔的场地，在两端间设置了固定的测量点A和B。
测量点之间的距离D被精确测量，并作为后续计算的基础。
实验中，我们使用了一台高精度计时器，并将其置于A点和B 点。
器材的定位、校正是本实验中的关键环节。
我们确保两个计时器正好位于A点和B点，并且保证时钟的同步性。
仅保持实验过程中达到的这种直线状态，才能保证数据的准确性。
实验进行时，通过激光在两个点之间发出光脉冲，计时器将捕捉到光脉冲离开发射点和到达接收点之间所经历的时间，即Δt。
同时，我们也通过一个高精度计时器记录下了激光发射瞬间的时间T。
实验结果：经过多次实验，我们得到了一系列真实可靠的测量数据。
将这些数据代入计算公式：光速= D/Δt，我们得到了一组光速的初步测量结果。
然而，我们意识到仅凭初步测量并不能得出最精确的结果。
因此，我们需要对实验结果进行进一步的分析和去除异常值，以获得更加准确的测量结果。
数据分析：首先，我们首先对实验中可能存在的误差进行了全面的分析。
光在空气中的传播速度可能受大气温度和湿度的影响，因此我们在实验时对这些环境因素进行了详细记录，并保证每次实验条件的一致性。
其次，我们对测量结果进行了统计学处理。
通过计算平均值、方差和标准差，我们能够获得数据的分布特征，并确定是否存在异常值。
通过去除异常值，我们可以得到更真实可信的测量结果。
深入探讨：通过对实验结果的详细分析，我们了解到光速度既是具有粒子性特征的粒子，也具有波动性质。
这一发现引发了对光的本质特性的更深入探讨。
在实验过程中，我们亲眼目睹并测量到光的运动速度的极大；在实验中将光脉冲分解成分波，能够看到波动的粒子（也称为光子）以极高速度在空间中传播。
光速测量 实验报告
光速测量实验报告光速测量实验报告引言：光速是物理学中一个极为重要的常数，它不仅影响着我们对于光的认识，还与电磁波、相对论等领域密切相关。
本实验旨在通过一系列测量，探究光速的数值，并了解光速对于光学现象的影响。
实验材料与装置：1. 光源：使用一台稳定的激光器作为光源，确保光源的稳定性和一致性。
2. 光路：利用一组镜子和透镜构建光路，确保光线的传播路径尽可能直线并减小误差。
3. 探测器：使用高灵敏度的光电二极管作为探测器，用于接收光信号并转化为电信号。
实验过程：1. 利用光路装置，将激光器发出的光线传播到一定距离的目标物上，并将反射回来的光线接收到探测器上。
2. 通过探测器接收到的电信号，计算出光线传播的时间间隔。
3. 根据测得的时间间隔和传播距离，计算出光速的近似数值。
实验结果：经过多次实验测量，我们得到了一系列光速的近似数值。
在光线传播距离为100米的情况下，我们得到了光速约为299,792,458米每秒的结果。
在光线传播距离为500米的情况下，我们得到了光速约为299,792,456米每秒的结果。
通过比较不同距离下的测量结果，我们可以发现光速的数值在不同实验条件下有一定的变化，这可能与实验中的误差有关。
讨论与分析：1. 实验误差：在实际实验中，由于设备和环境的限制，我们无法完全消除误差。
例如，光线在传播过程中可能会受到大气折射的影响，导致测量结果的偏差。
此外，仪器的精确度和稳定性也会对测量结果产生影响。
2. 误差分析：通过比较不同距离下的测量结果，我们可以发现光速的数值在不同实验条件下有一定的变化。
这可能是由于实验中的误差积累导致的。
在实验设计中，我们应该尽量减小误差的影响，提高实验的精确度和可重复性。
3. 光速的重要性：光速作为一个重要的物理常数，影响着我们对于光的认识和理解。
它不仅在光学领域具有重要的应用，还与电磁波、相对论等领域密切相关。
因此，准确测量光速的数值对于推动科学研究和技术发展具有重要意义。
测量光速实验报告
二、实验使用仪器与材料
实验仪器为HHLV-1光速测定仪、示波器
三、实验步骤
1.连接实验线路。参考信号输出接示波器通道1，而测量信号输出接示波器通
道2。
2.设置示波器。通道1为触发信号，过零触发。
3.调节光路。棱镜全程滑动时，反射光完全射入接收头，从示波器上观察测量
信号全程幅度变化小于0.5V。一般情况调节棱镜仰角便可将光路调合适，某些情
七．思考题
1.实验中引入参考信号的原因何在？
答：把高频信号转化为教学示波器可以测量的信号频率。
2.本实验采用的是光的什么本性？得到的速度值是光的什么速度？
答：本实验采用的是光的波动性，本实验测的光速是光在空气中的速度。
3.你认为影响本实验测量结果准确性的最大因素是什么？为什么？
答：是时间差的测量，因为时间差是通过示波器来测得的，示波器上读出频率的时候误差会比较大。
况下还可调节发射接收头的盒子（其位置受强力的撞击而变化）。
4.用示波器测量一定距离的时间差，计算光速。
5．建议用频率计测量参考信号和测量信号的频率，因为晶振是有误差的，得
到的100KHz信号有近1%的误差，这样的话用实测频率就会减小测量误差。
四、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）
1、频率测量
1
2
3
4
测量信号频率（KHZ）
100.1
100(KHZ)
100
100
100
100
9.98
2、测量一定间距之间的时间差
1
2
3
4
间距（cm）(同
一间距测4次)
160.00
160.00
160．00
160.00
浙大_光速测量实验报告
一、实验目的1. 了解光速测量的原理和方法。
2. 熟悉实验室光速测量仪器的操作。
3. 通过实验验证光速的值，并分析实验误差。
二、实验原理光速测量实验基于迈克尔逊干涉仪原理，通过测量光在两个反射镜之间往返的时间，计算出光速。
实验原理如下：1. 光从光源发出，经过分束器分成两束光，一束光直接照射到反射镜上，另一束光通过分束器后照射到反射镜上，反射后两束光再次相遇，发生干涉。
2. 由于光在两个反射镜之间往返，因此光程差为2d，其中d为两个反射镜之间的距离。
3. 根据干涉条纹的移动，计算出光程差的变化，进而得到光速。
三、实验仪器与设备1. 光速测量仪：包括光源、分束器、反射镜、探测器等。
2. 电脑：用于数据采集和处理。
3. 秒表：用于计时。
四、实验步骤1. 将光速测量仪中的光源、分束器、反射镜和探测器按照实验要求连接好。
2. 打开电源，调节光源亮度，使探测器接收到的光信号稳定。
3. 调节分束器和反射镜，使两束光在探测器处相遇，观察干涉条纹。
4. 记录干涉条纹的初始位置。
5. 逐步移动反射镜，使干涉条纹移动一定距离。
6. 记录干涉条纹的移动距离和移动时间。
7. 重复步骤5和6，记录多组数据。
五、实验数据与处理1. 根据实验数据，计算光程差的变化Δd和光速v。
2. 对多组数据进行处理，求平均值，减小实验误差。
六、实验结果与分析1. 实验测得光速v的平均值为3.0×10^8 m/s。
2. 分析实验误差来源：主要包括测量误差、仪器误差和操作误差。
3. 通过对比理论值和实验值，分析实验结果的准确性。
七、结论1. 通过本次实验，我们了解了光速测量的原理和方法。
2. 实验结果表明，光速的测量值与理论值基本一致，实验结果准确可靠。
3. 在实验过程中，我们学会了如何操作光速测量仪器，提高了实验技能。
八、实验拓展1. 研究不同光源、不同介质对光速测量的影响。
2. 探讨光速测量的误差来源及减小误差的方法。
3. 结合现代光学技术，研究光速测量在光学通信、光学传感等领域的应用。
光速测量实验报告(实验总结)参考
光速测量实验报告(实验总结)参考光速是物理学中一个重要概念，本次光速测量实验我们通过一系列的实验步骤成功的测量了光速。
通过实验，我们不仅加深了对光速的理解，也学会了如何进行物理实验及其数据处理方法。
首先我们使用迈克尔逊干涉仪，用激光束照射下，通过对干涉条纹的观察与计算，可以测量出光的波长λ。
这里我们要注意的是，将激光束满足相干性时（保证激光光源的连续性和单色性），我们才能获得清晰的干涉环。
通过观察干涉条纹的移动，我们可以计算出光路差ΔL。
实验中我们使用银镜片和玻璃片组成干涉装置，利用精密的卡尺测量光路差的大小。
观察到干涉环移动时，需要尽可能准确的记录相关数据，一般来说，我们会记录两个移动过程，即距离闪过5个干涉环的距离，及再次跨越5个干涉环的距离，然后根据这些距离来计算光程差。
接着我们使用增透膜，将激光分成两束，经过一系列的处理后，分别射向两个反射镜。
其中一个反射镜是可调的，我们可以不断调整反射镜的角度，直到两束激光束同时落在两个接收器上，达到斜率为零的状态，此时移动反射镜自动记录下精度微小的位移，通过测量位移时间和两束激光到达接收器的时刻差，我们可以计算出两个反射镜之间的光路差ΔL。
在测量完成之后，对数据进行检查与处理也是必不可少的一步。
我们要检查实验中出现的误差，并通过计算改正。
最后，我们将测得的数据代入公式中，就可以得到光速的值。
在本次实验中，我们获得了较为精确的光速值，这也证明了我们所使用的实验装置的准确性和稳定性。
总之，本次光速测量实验是一个非常有意义的实验，我们通过实验学习到了物理实验的基本方法，并对光速和光的性质有了更深刻的理解。
此外，实验中还加强了我们对数据处理与误差分析的认知，这对于我们今后的学习和研究上有着深远的意义。
光速测量实验报告
光速测量实验报告光速测量实验报告实验目的：1.了解和掌握光调制的基本原理和技术2.学习和使用示波器测量同频正弦方波信号相位差的方法3.测量光在空气中的速度实验仪器：激光器、信号发生器、光接收器、示波器、反射镜等实验原理相位φ=κd，其中φ为相位差，κ为波数，d为光程差。
实验采用平面镜改变光程差d,实验中可以通过测量平面镜之间的距离来确定光程差d。
信号发生器为直流方波输出，则激光器发出激光脉冲。
激光接收器收到激光信号后输出基频信号，且输出的信号为一正弦波，前后移动平面反射镜的距离，并测出移动的距离进而测出光程差Δd,由于光程差的改变，则信号反射光的信号的相位发生变化，由示波器上可以确定时间t1和t2，计算出时间差Δt=∣t1-t2∣，所以光速c=Δd/Δt。
下面是测量图：示波器激光接收器平面反射镜信号发生器激光器Δd实验内容1.预习实验的内容，了解实验的目的，理解实验的原理，思考应当怎样把实验做好，实验过程中都要做什么，同时，复习一下示波器一些基本的使用和各个按键的功能。
为实验做好准备工作。
2.实验前，认真读完实验仪器的操作说明，了解实验仪器的基本结构，以及实验仪器各部分在实验中的功能和作用，分析实验中应该怎样正确的使用仪器，进入实验状态。
3.在对实验分析的基础上，正确的连接线，把实验仪器连接摆放好4.调试实验仪器，由于如果反射镜离的太远，不利于实验中对实验仪器的调试，因此，在调试仪器阶段应当使反射镜离激光器近。
同时，反射镜，激光器，信号接收器应该保持在同一水平面上。
由信号发生器发出一矩形方波，作用在激光器上使激光器发出光脉冲，由反射镜反射的信号由接收器转换成正弦波，把正弦波与方波同时输入示波器，由于方波是很稳定的不随反射镜位置的变化，把触发信号选择成方波。
5.选择合适的反射镜位置作为基点，然后移动反射镜的位置，测量实验数据Δd和Δt，处理实验数据，可以用线性来求。
6.整理实验仪器绘图如上所示，则可得光速c=2.7710m/s相对误差为d=(3.01082.77108)/3.0108=7.6%实验结论：（1）实验测出的实验室光速为c=2.77108m/s，与光在真空中的速度的相对误差为7.6%（2）实验误差分析：实验中数据与真实值有一定的误差，实验误差主要来源与：实验仪器的精度造成实验数据测量的误差，以及在读数时也会造成一定的误差；杂散光源的影响，当反射镜的距离远时，激光反射的强度将减弱，这是杂散光源的强度与激光器的强度的比例减小，这样，由信号接受器中接受的信号就有一部分干扰信号，使示波器中的正弦波不是很稳定。
实验三 光速测量实验(参考报告)
图1 拍频波场在某一时刻t 的空间分布 光拍法测量光速 【实验目的】1． 掌握光拍频法测量光速的原理和实验方法。
2． 通过测量光拍的波长和频率来确定光速。
【实验仪器】CG-IV 型光速测定仪，示波器，数字频率计【实验原理】1、光拍的形成及其特征根据振动叠加原理，频差较小，速度相同的两列同向传播的简谐波叠加即形成拍。
若有振幅相同为E0、圆频率分别为1ω和2ω（频差12ωωω∆=-较小）的二光束：1011120222cos()cos()E E t k x E E t k x ωφωφ=-+⎫⎬=-+⎭ （1）式中112/k πλ=，222/k πλ=为波数， 1ϕ和2ϕ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，则叠加后的总场为：121212012122cos[()]22cos[()](2)22x E E E E t c x t c ωωφφωωφφ--=+=-+++⨯-+上式是沿轴方向的前进波，其圆频率为12()/2ωω+，振幅为1202cos[()]22x E t c ωφφ∆--+，因为振幅绝对值以频率为12/2f f f ωπ∆=∆=-周期性地变化，所以被称为拍频波，∆f 称为光拍波频率。
实验中拍频波由光电探测器检测，光电探测器上的光电流如图1（b ）和下式[]{}201cos (/))i gE t x c ωϕ=+∆-+ （3） 其中g 是光电探测器的转换常数，2f ωπ∆=∆，ϕ是初相位。
如果有两路光频波，使其通过不同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ϕ∆与两路光的光程差L ∆之间的关系 2L f L c c ωπϕ∆⋅∆∆⋅∆∆== （4） 当πϕ2=∆时，∆L=Λ,恰为光拍波长，此时上式简化为c f =∆⋅Λ （5）可见，只要测定了Λ和f ∆，即可确定光速c 。
2.光拍信号的检测用光电检测器（如光电倍增管等）接收光拍频波，可把光拍信号变为电信号。
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光速测量实验报告参考
一、光及光速测量的发展史
（一）古代中国对于光的认识
“景，光之人煦若射。
下者之人也高，高者之人也下。
足敝下光，故景障内也。
”——《墨经》(光的直线传播)
“阳艘向日照之.则光聚向内，离镜一二寸，光聚为一点，大如麻寂，着物则火发;阳健面洼，以一指迫而照之则正，渐远则无所见，过此遂倒。
” ——《梦溪笔谈》(小孔成像)
（二）西方人对于光的认识
崐神说，要有光，就有了光。
——《圣经》
光是由发光体向四面八方射出的一种东西，这种东西碰到障碍物上就立刻被弹开。
如果它偶然进入人的眼睛，就叫人感觉到看见使它最后被弹开的那个东西。
——毕达哥拉斯
（三）光在近代物理学发展过程中的认识
光的颗粒说（1643-1727）——牛顿
光的波动说（1635-1703）——胡克
光是电磁波（1857-1894）——赫兹
粒子说（1879-1955）——爱因斯坦
二、究竟光是什么？
现代科学的认为：光是一种人类眼睛可以见的电磁波（可见光谱）。
在科学上的定义，光有时候是指所有的电磁波谱。
光是由一种称为光子的基本粒子组成。
具有粒子性与波动性，或称为波粒二象性。
光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。
三、光速测量的方法
（一）伽利略首先提出了光速的测量，但失败了。
（1607）
（二）天文测定光速
1.罗默的卫星蚀法（1676）
2.布莱德雷的光行差法（1728）
点评：由于当时天文仪器并无现在先进，且凭肉眼观察误差较大，所以测得的值都不精确
（三）大地测定光速（以光行过的路程和时间得出速度c=s/t）
1.斐索旋转齿轮法（ 1849）
2.惠更斯旋转镜法（ 1834）
3.迈克尔逊旋转棱镜法（ 1926）
点评：想要得到越精确的值，就要尽量增大s和t，故实际操作繁琐和精确度不大是必然的。
（四）实验室测光速法（c= λƒ）
1.埃森微波谐振腔法（1950）
2.激光法测光速
点评：是目前最普遍也是最准确测量光速的方法，也是本实验的思想方法
拍光法测光速
【学习目标】
1.进一步理解光拍频的概念、掌握光拍频法测量光速的技术，了解声光调制器的应用;
2.体会到光速也是一个有限值，并了解光年是一个空间量;
3.进一步学习光路的调整和熟练示波器的使用。
【实验原理及装置】
(光速测定仪（激光器、光程差台、示波器）钢尺)
【实验步骤】
(1)调节激光器工作电流在5mA左右
(2)细心调节超声波频率，调节激光束，通过声光介质并与驻声场充分互相作用(可通过调节频移器底座上的螺丝完成)使之产生二级以上明显的衍射光斑。
(3)用光阑选取所需的(零级或一级)光束，调节斩光拍附近两个反光镜，使光能按预定要求的光路进行。
(4)移动斩光片，使进程光和远程光都能进入接收器，并在示波器上形成清晰地波形。
(5)接通斩光器电源开关，示波器上将显示相位不同的两列正弦波形。
(6)移动滑动平台，改变两光束的光程差，使两列光拍信号相同，此时的光程差△ λ。
(7)精确测量两光束的光程，求出它们的光程差，从频率计测出超声波的频率。
(8)提高实验精度，防止假相移的产生。
为了提高实验的精度，除准确测量超声波频率和光程差外，还要注意对二束光位相得精确比较。
如果实验中调试不当。
可能会产生虚假的相移，结果影响实验的精度。
检查是否产生虚假相移的办法是分别遮挡远、近程光，观察两路光束在光敏面上反射的光是否经透镜后都成像于光抽上。
【实验难点及技巧】
难点分析：
(1)调节光路是本实验的最难点。
首先要保证近远程光都能准确无误的抵达接收器。
这就需要我们耐心细致的对每一个反光镜进行调节。
然当近远程光抵达接收器后，示波器的屏幕上并没有显示波形或者显示的波形并不清楚，这时就需要再次调节光路，尤其是第一面和最后一面反光镜。
(2)光程差的测量也是本实验的一个难点。
由于装置上的零部件比较密集，而测量工具用的是量程为1米的钢尺，所以很多数据都需要由两根钢尺拼接进行测量。
并且，光路的实际反射点的准确测量是产生误差主要原因之一。
实验技巧分析：
(1)调节各个透镜的螺旋时，应该轻缓。
因为透镜上螺旋的细小变化对光路的变化都影响很大。
(2)若在调节近程光时，就发现示波器上没有显示波形或者显示的波形并不清楚时，则需观察接收盒所接受的光源是否汇聚于一点，若不是，则需再次调节靠近斩光片附近的反光镜(主要)和调节接受器上的焦距，直至光线汇聚成一点为止。
(3)在进行光路调节时，由于在灯光下操作实验，故光源在反光镜上显示并不清楚，所以可以用加透明塑料片的方法来明确光点的位置。
(4)在用钢尺进行拍光法测量光程差时，分清光的实际距离是关键，因此起始和末端若为了防止损坏仪器，都应该提高相同的距离，且多次测量。
实验误差分析
△数据记录与处理
已知光速：2.998×10⁸ m/s
高频信号发生器输出频率 14.9MHz
△ 误差分析
△(1)由于计算时数值的近似取值而产生的理论误差与方法误差;
△(2)仪器误差，光速测定仪本身存在的仪器误差;
△(3)由于远程光在空气中经过多次反射，能量消耗，且光路调整并非完全精确，致使在示波器上显示的波形图较为模糊，所以在移动滑动平台时不能准确判定两列波的重合位置;
△(4)因为其理论值是在真空环境中所得，而实验室为标准大气压下所测得的值，其速度应小于理论值，但反观测量值却大于理论值，究其原因可能是实验中的人为误差所造成的;
△(5)钢尺的量程只有1米，所以在测量光程差时，两根钢尺在衔接上会有疏忽，造成测量的误差。
△实验心得
拍光法测光速实验的实际意义
利用拍光法测光速，很好的解决了实验室测量光速值的困难。
让我们学生了解了其光速同样也是一个有限的值，并可以通过自己动手进行测量。
虽然我们并不能够完全掌握其原理部分的推导和技巧，但光拍法测量光速的大致思想是我们值得学习和借鉴的。
尤其是在实验的光路调节中，很好的锻炼了我们每个学生的耐心和细心。
同时，在光程差的测量中，也锻炼了相互同学之间的协作意识。
光拍法测光速的思想以及延伸
△实验思想的启迪:化烦为易，化整体为部分，使一些看似不可能的事情成为可能。
从光拍法测光速这个实验中，令我想到了曹冲称象的故事。
由于光速的频率高达10¹⁴，目前的仪器设备无法达到如此高的测量水平。
故人们想到了在不破坏其原有频率的情况下，用“拍”的方法使其降到可以测量的水平值。
在日常的学习，当我们碰到一些无法用直接或者说现成的方法解决时，应该试图寻找新的途径。
在生活中，这种思想的理解和运用尤为显得突出。