双棱镜干涉

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实验25-2光的干涉(双棱镜)

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:mmD=0.5654m,Δm(D)=0.5×10-3 m,Δm(Δx)=Δm(d)=0.001mm。

表25-2测量两个虚光源之间的距离d单位:mmnm 94.586m 1094.5865654.010114.010911.2933=⨯=⨯⨯⨯=∆⋅=---D x d λm 1029.03105.03)()()(33--⨯=⨯=∆==D D u D u m B()()()[]mm1036.0001.0001.00001.00001.0301561)(32222612-=⨯=+-++-++-⨯=⨯=∆∑i iA x u ν mm 1058.03001.03)()(3-⨯==∆∆=∆x x u m Bmm 1068.0)1058.0()1036.0()()()(3232322---⨯=⨯+⨯=∆+∆=∆x u x u x u B A()()[]mm1036.0001.00001.0001.0001.00301561)(22222612-=⨯=++-+-++⨯=⨯=∑i i A d u ν mm 1058.03001.03)()(3-⨯==∆=d d u m Bmm 1068.0)1058.0()1036.0()()()(332322---⨯=⨯+⨯=+=d u d u d u B A%5.000512.0911.21058.0114.01058.05654.01029.0)()()()(232323222≈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=---d d u x x u D D u u cr λ nm 3005.300512.094.586)()(≈=⨯=⋅=λλλcr c u unm )3587()(±=±=λλλc u。

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。

双棱镜干涉

双棱镜干涉

双棱镜干涉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.了解双棱镜干涉装置及光路调整方法;2.观察双棱镜干涉现象并用它测量光波波长;3.利用CDD 成像系统观测双棱镜干涉条纹,学习对CCD 成像系统进行长度单位定标;4.学习测微目镜的使用及测量。

【实验原理】1.双棱镜干涉原理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S 1及S 2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S 1和S 2发之间的距离为d ,S 至观察屏的距离为D (当用测微目镜代替屏进行观察时,则为S 至目镜的可动分划板间的距离),P o 为屏上与S 1及S 2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P o 点的两边还排列着明暗相间的干涉条纹。

设S 1和S 2到屏上距P o 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 D x k =δ (1)根据相干条件,当光程差 δ 满足:)2(2λδk ±=时,即在λk dD x ±=处(k = 0、1、2 …),产生亮条纹; )12()2)(12(−±=−±=k dD x k 时,即在λδ(k = 1、2…),产生暗条纹。

这样,两相邻亮条纹的距离为λd D x x x K K =−=Δ+1 (2)如果测得D ,d 及x Δ便可由(2)式求出 λ 值。

2.测量两虚光源之间的距离 D 是两虚光源之间的距离,因而不能用直接的比较方法测得,但它们相当于两个发光点,它们之间的距离可用透镜成像的规律进行测量,常用的方法有物距像距法(略)和共轭法。

双棱镜干涉

双棱镜干涉

双棱镜干涉菲涅耳双棱镜实验是一种分波阵面的干涉实验,实验装置简单,但设计思想巧妙。

它通过测量毫米量级的长度,可以推算出小于微米量级的光波波长。

1881年菲涅耳用双棱镜实验和双面镜实验再次证明了光的波动性质,为波动光学奠定了坚实的基础 一、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。

二、实验仪器双棱镜、扩束镜、辅助透镜(两片),测微目镜、光具座、白屏、激光光源三、实验原理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1︒)(如图1)。

从激光器S 发出的光经扩束镜到达狭缝S ,使S 成为具有较大光亮度的线状光源。

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。

通过双棱镜观察者两束光,就好像它们是由虚线光源1S 和2S 发出的一样,故在两束光相互交叠区域1P ,2P 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如(图2)。

将白屏放到1P 、2P 区域中的任何位置,均可以看到明暗交替的干涉条纹。

设'd 代表两虚光源1S 和2S 间的距离,d 为虚光源所在的平面(近似的在光源狭缝S 的平面内)至观察屏P 的距离,若观察屏中央O 点与1S 、2S 的距离相等,则由1S 、2S 射束的两束光的光程差等于零,在O 点处两光波互相加强,形成中央明条纹;其余的明条纹分别排列在O 点的两旁。

假定Q 是观察屏上任意一点,它离中央点O 的距离为x 。

在'd d =时,121Δ'S S S 和ΔSOQ 可看做相似三角形,且有δ'xd d=(因QSO ∠很小,可用直角边d 代替斜边),当 'δλx d k d ==(0,1,2,3k =±±±…)或 λ'dx k d ==(0,1,2,3k =±±±…)则两光束在Q 点相互加强,形成明条纹。

双棱镜干涉

双棱镜干涉

测光的波长的原理

S1
r2 r1 d sin
d tg d

xd D k
r1

p
r2
x
o
x D
S d
S2
A
D
形成暗条纹。
x x k 1 x k D d
形成明条纹。

xd D
(2k 1)

2
两相邻明(暗)条纹间距:
ห้องสมุดไป่ตู้


d D
x
共轭法测D和d的原理
由于S1 和S2的连线并不一定在S处,而是在S的附近,D应 为连线至光屏的距离,不能直接测量,S1 和S2是虚象,也无法 直接测量其间距d,为了准确测量d和D值,可以采取共轭法。
d
d1 d 2
D A
d1 d1
d2 d2
用测微目镜测∆X
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

实验内容
1、调整光路获得干涉条纹
调整各光学元件的同轴等高是做好本实验的关键之一, 实验中采用钠光做光源 。 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。 (3)移动测微目镜,使之逐渐远离双棱镜,至距狭缝70 厘米以上还能看到清晰的干涉条纹。
2、观察、描述双棱镜干涉现象及特点
3、测量光波的波长

注意事项
1. 注意消除测微目镜的回程误差,记录数据时应 沿一个方向旋转鼓轮,如已达到一端则不能继续转动, 以免损坏螺纹。 2. 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。

双棱镜干涉条纹空间分布特点

双棱镜干涉条纹空间分布特点

双棱镜干涉条纹空间分布特点1. 引言嘿,朋友们!今天咱们聊聊一个听起来有点高深,但其实很有趣的主题——双棱镜干涉条纹。

乍一听,这名字就让人感觉像是在听天书,但别急,让我来为大家捋一捋。

干涉条纹,这个词可能会让你想到那些神秘的科学实验,但其实,它和我们生活中许多现象息息相关。

就像是那句老话:“好奇心害死猫”,可实际上,正是这种好奇心推动了科学的发展。

所以,跟我一起来探讨一下这个光的世界吧!2. 双棱镜的基本原理2.1 什么是双棱镜?首先,双棱镜是什么东西呢?想象一下,两个三角形拼在一起,形成一个有点像山的形状。

这就是双棱镜了。

它的神奇之处在于,可以把光线分成不同的颜色,就像我们在雨后看到的彩虹一样。

科学家们就是利用这个原理来研究光的特性。

2.2 干涉现象的产生那么,干涉条纹是怎么来的呢?其实,光是一种波,当两束光相遇时,就会发生干涉现象。

这就像是两个人在舞池里跳舞,踩到同一个节拍,结果就形成了一种和谐美妙的舞姿。

但是,如果他们的节奏不一致,那就会产生一种杂乱的感觉,这就是干涉现象的精髓所在。

在双棱镜的作用下,光波相遇时,就会形成一条条清晰的干涉条纹,简直是美得不可思议。

3. 空间分布特点3.1 条纹的形成说到干涉条纹,它们的形成过程就像是下棋,分布得井井有条。

光波在空间中传播时,某些地方的光强叠加在一起,形成亮条纹;而在另一些地方,光波互相抵消,形成暗条纹。

这就像是天地间的阴阳平衡,有明有暗,才有了这幅光的画卷。

3.2 条纹的间距与影响因素再来聊聊这些条纹的间距,嘿,这可是个有趣的话题!干涉条纹的间距与光的波长、入射角以及棱镜的几何形状都有关系。

简单来说,如果你用的光波长比较短,那么条纹间隔就会变得更近,反之则会拉得很远。

这就像是在不同的舞会上,舞者的步伐有快有慢,形成了不同的舞步间隔。

还有啊,棱镜的角度也会影响到条纹的分布,角度大了,条纹也会随之变得更复杂,仿佛给舞蹈增添了新的花样。

4. 实际应用4.1 光谱分析那干涉条纹的这些特点有什么用呢?哈哈,听着,这可有一大堆的应用!比如,科学家们通过观察这些条纹,可以分析不同光源的光谱,了解它们的成分。

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。

双棱镜干涉原理

双棱镜干涉原理
双棱镜干涉是一种重要的干涉现象,它是由两个平行的玻璃棱镜组成的干涉仪
器产生的。

当一束平行光通过双棱镜时,会在棱镜内部发生干涉现象,从而产生出一系列干涉条纹。

这些干涉条纹的出现,揭示了光波的波动性质和光的干涉现象。

双棱镜干涉原理的基础是光的波动性质。

根据光的波动理论,光波在空间传播
时会产生波峰和波谷,当两束光波相遇时,它们会发生叠加干涉现象。

而双棱镜干涉正是利用了这一原理。

当一束平行光通过双棱镜时,会被分成两束光线,分别经过两个平行的玻璃棱镜,然后再次汇聚在一起。

在这个过程中,两束光线会产生相位差,从而形成干涉条纹。

双棱镜干涉现象的产生与光的波长和棱镜之间的夹角有关。

当光波通过双棱镜时,会根据光的波长和棱镜之间的夹角产生不同的相位差,从而在干涉条纹上表现出不同的亮暗条纹。

这些干涉条纹的形成,可以用来测量光的波长和棱镜的夹角,从而揭示出光的波动性质和干涉现象。

双棱镜干涉原理的应用十分广泛。

在实验室中,双棱镜干涉可以用来测量光的
波长和棱镜的夹角,从而研究光的波动性质。

在工业生产中,双棱镜干涉可以用来检测光学元件的表面质量和精度。

在科学研究中,双棱镜干涉可以用来研究光的干涉现象和波动性质,从而推动光学领域的发展。

总的来说,双棱镜干涉原理是光学领域中的重要概念,它揭示了光的波动性质
和干涉现象。

通过对双棱镜干涉的研究和应用,可以更深入地理解光的性质和行为,从而推动光学领域的发展和进步。

双棱镜干涉——精选推荐

实验二十九双棱镜干涉一.实验目的1.掌握获得双光束干涉条纹的一种方法,进一步理解光的干涉本质。

2.学习一种测量光波波长的方法。

3.学会测微目镜的使用。

二.实验仪器光具座、测微目镜、钠光灯及电源、双棱镜、透镜、狭缝三.实验原理产生光的干涉现象需要用相干光源,即用频率相同、振动方向相同和位相差恒定的光源。

为此,可将由同一光源发出的光分成两束光,在空间经过不同路径,会合在一起而产生干涉。

分光束的方法有分波阵面和分振幅两种:双棱镜干涉属于前类;薄膜干涉属于后类。

双棱镜是由两个折射角极小的直角棱镜组成的。

借助棱镜界面的两次折射,可将光源(狭缝)发出的光的波阵面分成沿不同方向传播的两束光。

这两束光相当于由虚光源S1、S2发出的两束相干光(如图所示)。

于是它们在相重叠的空间区域内产生干涉。

将光屏插进上述区域中的任何位置,均可看到明暗相间的干涉条纹。

可以证明,相邻两明(或暗)条纹间的距离为:ΔX=X k+1-X k=(D/d)λ式中:D为狭缝到观察屏的距离;d为两虚光源之间的间距;λ为入射光波波长。

上式表明,只要测出d、D和ΔX,就可算出光波波长λ。

四.实验内容及步骤1.调整光路并定性观察双棱镜干涉现象及其特点。

实验的光路装置如图所示。

先用单色光均匀照亮狭缝,利用狭缝所获得的柱面波射向双棱镜,并使其均匀照亮棱脊部位,然后依次作如下调整并观察:(1)按照同轴等高的要求,调整光源(若用激光作光源需加扩束镜)、单缝、双棱镜、2L:光源(钠光灯);L1:扩束镜(用钠光灯时取消);S:狭缝;B:双棱镜;L2:透镜;Q:光屏;F:测量目镜双棱镜干涉实验装置(2)使单缝的取向与棱脊平行并同时垂直于光具座。

(3)逐渐减小单缝的宽度,使能看清干涉条纹(条纹不能太窄,否则视场太暗,以致看不清干涉条纹)。

反复调整单缝的取向和宽度,直到干涉条纹清晰为止。

(4)缓慢调整单缝与双棱镜间的距离,观察干涉条纹疏密程度的变化,找出这种变化的定性规律,并作出解释。

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 Dλ ,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 1d 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 ∆x② 用共轭法测量两虚光源 S 1和 S 2的距离 d③测量狭缝到测微目镜叉丝的距离 D 数据处理测∆x数据记录条纹位置次数起始位置 a 终了位置a′被测条纹数mm|a-a′|∆x1 2 3 4 5 6 8.0953.5548.0303.5508.1843.5933.5758.0353.5738.1003.6808.0801010101010104.5204.4814.4574.5504.5044.4870.45200.44810.44570.45500.45040.4487x= 0.44998mm测 d 数据记录mm次数放大像间距 d1a1a1′缩小像间距d2|a1-a1′|a2a2′|a2-a2′|1 2 3 4 5 6 7.5605.7717.5385.7557.5205.7355.7747.5615.7667.5495.7537.5151.7861.7901.7721.7941.7671.7807.3576.9337.3816.9107.3556.9516.9657.3606.9687.3306.9407.3600.4100.4280.4130.4200.4150.409d1= 1.7915mm;d2= 0.4158mm测 D 数据记录mm狭缝位置 b1(1) ∆x的不确定度测微目镜差丝位置b′660∆D=|b-b′|659u A( ) = 0.001329mm;( ) 2 2 u B( ) = 仪3 = 0.005770mm;u u A( x) + u x0.005921mm。

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的光,它相当于光源 S 的两个虚像 S1、S2 射出的光(相干光),在两束光
相重叠的区域产生明暗相间的干涉条纹。


S1 dS
S2
干涉区
D
λ --- 钠光波长 D --- 虚光源到观测屏间的距离
x D
d --- 两虚光源的距离
d
△x --- 相邻明(或暗)条纹间的距离
【实验仪器】
CXJ-1型光具座、钠光灯、可调狭缝、双棱镜、凸透镜、测微目镜、像屏
x d1 | d11 d12 | d2 | d21 d22 |
d d1 d2
D A d1 d2 d1 d2
d x
D
Er


0 0
100 %

代数过程
【注意事项】
1. 不要反复开启钠光灯,影响钠光灯的寿命。 2. 不要用手触摸光学元件表面,以防污染,只能用镜头纸擦试光学
【实验内容】
(2)调节双棱镜 在狭缝与透镜之间放入双棱镜。这时屏上出现两条平行亮线(狭缝像),如两
亮线一高一低,表示双棱镜棱脊与狭缝不平行,则要旋转双棱镜使两亮线等高;如 两亮线一粗亮,一细暗,表示棱镜的棱脊未通过透镜光轴,则应平移双棱镜,使两 亮等宽等亮。 (3)调节测微目镜
用测微目镜代替观察屏,调测微目镜高低左右,使之与透镜等高共轴,让狭缝 像位于视场中央,在视场中央找到等高、平行、等亮度的狭缝像。
【实验内容】
3. 测量光波波长
(1)测量干涉条纹的间距 x 用测微目镜测量干涉条纹(暗条纹)所在位置对应的读数,用逐差法计算 x,
读数过程中测微器鼓轮不允许倒转,以免产生回程误差。
(2)用共轭法测量D和d 保证狭缝、双棱镜和测微目镜位置不变,在双棱镜与测微目镜间放入凸透镜,
移动凸透镜,在测微目镜分划板上获得两次清晰成像(放大和缩小像),记录透 镜在光具座上的相应两个位置A1和A2,计算出 D和d。
2. 调出清晰的干涉条纹
拿走凸透镜,在测微目镜的视场中寻找干涉条纹,此时只能看见一片黄光,这 是因为狭缝过宽或双棱镜棱脊尚未与狭缝平行。只要慢慢减小狭缝宽度,测微目镜 的分划板上将出现一条竖直亮带(两边较暗);轻轻改变狭缝的取向,就可以在亮 带区域出现清晰的干涉条纹。以上两步操作一定要轻缓。调出条纹后,改变测微目 镜与单缝的距离,改变双棱镜与狭缝的间距,观察条纹的疏密变化规律,并寻找最 佳测量状态(一般在视场中的干涉条纹数至少有15条以上),并保证D > 4f。
【数据记录】
1. 测量光波波长
x1
x2
x11
x12
10 x
x
2. 共轭法测量D和d
d11 d12 d1 | d11 d12 |
x3
x4
x13
x14
d 21
d22 d2 | d21 d22 |
单位:mm
x5
平均值
x15
(mm)
单位:mm
A1 A2 A | A1 A2 |
பைடு நூலகம்
【数据处理】
再次证明了光的波动 性质,为波动光学奠 定了坚实的基础。
【实验目的】
1.观察双棱镜干涉现象及其特点; 2. 学会用双棱镜干涉的方法测量纳光的波长; 3. 熟悉和掌握光具座、测微目镜等光学仪器的调整及使 用方法。
【实验原理】
菲涅尔双棱镜可看作是两块底面相接、棱角很小的直角棱镜合成的。
一单色狭缝光源 S 从棱镜正前方照射时,经双棱镜折射,成为两束相重叠
12 34
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G
n

19 20
56

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11
13
12
14
15 16
双棱镜干涉
2017 10 19 34
G3
学号后两位 四 56
双棱镜干涉
Thomas Young
杨氏双峰干涉实验
Augustin-Jean Fresnel
菲涅耳双面镜干涉 菲涅耳双棱镜干涉
【实验内容】
1. 开启钠光灯,调节等高共轴
在光具座上调节钠光灯、可调狭缝、双棱镜、凸透镜、测微目镜等器件同轴等高; 同时调整狭缝使之与钠光光源贴近、对正,让钠光均匀照亮整个狭缝。 (1) 调节凸透镜
在狭缝后放上凸透镜,凸透镜后放上一观察屏。观察屏与狭缝之间的距离大于4f, 透镜在狭缝与观察屏之间沿光轴移动,观察屏上先后两次出现狭缝的像,一次成大 像,一次成小像。比较两次成像中心点的高低,若大像的中心点比小像高,则说明 透镜位置偏高,应下降;反之,则说明透镜位置偏低,应上升。此即所谓“大像追 小像”。反复调节透镜的高低左右,直到大、小像中心点重合为止。
元件表面。 3. 注意消除测微目镜的回程误差,记录数据时应沿一个方向旋转鼓
轮,如已达到一端则不能继续转动,以免损坏螺纹;旋转读数鼓 轮时动作要平稳、缓慢;测量装置要保持稳定。 4. 整个测量过程中,双棱镜与读数显微镜的位置均不可变动。
实验装置
光屏
钠可 光调 灯狭

双 棱 镜
凸 透 镜
测 微 目

【实验仪器】
钠光灯
【实验仪器】
双棱镜
菲涅尔双棱镜用来形成双光束干涉, 当光照射在棱镜脊上时,由于棱镜 的折射作用,波阵面的左右两光束 相互交叠,从而形成干涉场。
棱 镜 脊
【实验仪器】
狭缝
凸透镜
像屏
【实验仪器】
测微目镜
测微目镜常作为精密光学仪器的 附件。可单独使用,直接测量非 定域干涉条纹的宽度或由光学系 统所成实像的大小等。具有量程 小,准确度高等优点。
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