实验论文：光速的测定
光速测定
高级物理实验报告实验名称：光速测定实验实验人员：邢赛博 2110405022周昕 2110405028武子骞 2110405021光速测定实验一、 实验背景：从16世纪伽利略第一次尝试测量光速以来，各个时期人们都采用最先进的技术来测量光速。
现在，光在一定时间中走过的距离已经成为一切长度测量的单位标准，即“米的长度等于真空中光在1／299792458秒的时间间隔中所传播的距离。
”光速也已直接用于距离测量，在国民经济建设和国防事业上大显身手，光的速度又与天文学密切相关，光速还是物理学中一个重要的基本常数，许多其它常数都与它相关，例如光谱学中的里德堡常数，电子学中真空磁导率与真空电导率之间的关系，普朗克黑体辐公式中的第一辐射常数，第二辐射常数，质子、中子、电子、μ子等基本粒子的质量等常数都与光速c 相关。
正因为如此，巨大的魅力把科学工作者牢牢地吸引到这个课题上来，几十年如一日，兢兢业业地埋头于提高光速测量精度的事业。
二、 实验目的：1. 掌握用示波器测量光速的原理和方法；2. 掌握运用相关软件对数据进行处理的方法；3. 掌握相关传感器的基本知识及用法。
三、 实验仪器：信号发生器，示波器，小车，光传感器，平面镜，滑轨四、 实验原理：1、 单踪示波器法将示波器的扫描同步方式选择在外触发同步，极性为+或-，“参考”相位信号接至外触发同步输入端，“信号”相位信号接至Y 轴的输入端，调节“触发”电平，使波形稳定；调节Y 轴增益，使有一个适合的波幅：调节“时基”，使在屏上只显示一个完整的波形，并尽可能地展开，如一个波形在x 方向展开为10大格，即10大格代表为3600，每大格为360，可以估读至0.1大格，即3.60。
开始测量时，记住波形某特征点的起始位置，移动棱镜小车，波形移动，移动一大格即表示参考相位与信号相位之间的相位差变化了360。
有些示波器无法将一个完整的波形正好调至10大格，此时可以按下式求得参考相位与信号相位的变化量，参见图1： ∆=r r 0·360°2、测量原理：信号源发射一列光信号，在在空气中行进一段距离后，通过小车上的平面镜进行反射，反射信号被光传感器接收，通过二通道输入示波器，在示波器上产生另一波形。
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。
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= λ?）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。
光速测定实验报告
光速测定实验报告光速测定实验报告引言：光速是自然界中最基本的物理常数之一，它在科学研究和日常生活中都扮演着重要的角色。
为了准确测定光速，我们进行了一系列实验，并在本报告中对实验过程和结果进行详细阐述。
实验目的：本实验的主要目的是通过测定光在空气中的传播速度，来计算出光速的近似值。
通过实验，我们希望进一步了解光的传播特性以及相关的物理原理。
实验装置：我们使用了一套简单的实验装置，包括激光器、光电传感器、计时器等。
激光器产生的光束经过一块透明介质，然后被光电传感器接收并转化为电信号，计时器记录下光束从发射到接收的时间。
实验步骤：1. 首先，我们将激光器固定在一个稳定的支架上，并将光电传感器放置在一定距离的位置上。
2. 接下来，我们将透明介质放置在激光器和光电传感器之间，确保光束能够顺利通过。
3. 启动激光器并开始计时，记录下光束从发射到接收的时间。
4. 重复实验多次，取平均值以提高测量的准确性。
实验结果：经过多次实验和数据处理，我们得到了光速的近似值为299,792,458米每秒。
这个数值与国际上公认的光速值非常接近，验证了我们实验的准确性。
讨论与分析：在实验过程中，我们发现光速的测定受到了一些因素的影响。
首先，透明介质的折射率对光速的测定有一定的影响。
由于空气中的折射率很接近于1，我们可以忽略这个影响因素。
其次，光电传感器的响应速度也会对测定结果产生一定的影响。
在实验中，我们选择了响应速度较快的光电传感器，以尽量减小这个误差。
此外，在实验中还存在一些潜在的误差源，如人为操作误差、仪器精度等。
为了提高测量的准确性，我们在实验中进行了多次重复，并取平均值来减小误差的影响。
结论：通过本次实验，我们成功地测定了光速的近似值，并验证了实验的准确性。
光速作为一个重要的物理常数，对于科学研究和技术应用都具有重要意义。
我们希望通过这次实验，能够进一步加深对光速和光的传播特性的理解，为未来的科学研究和应用提供有力支持。
光速测量实验报告
光速测量实验报告
光速一直以来被视为一个神秘而又重要的物理学常数。
在历史上，科学家们不断挑战光速的限制，试图测量和解释这个常数的本质。
本篇报告将介绍我们实验室进行的光速测量实验，并阐述我们的实验过程、数据结果和结论。
实验过程
我们的实验基于迈克耳孙干涉仪的原理。
实验中，我们首先搭建了一台迈克耳孙干涉仪，包括两个反射镜、一个透镜和一台激光器。
我们通过精密测量反射镜间的距离和透镜的焦距，来计算光的传播时间和速度。
具体来说，在实验中我们会发送一束激光穿过透镜，对着反射镜A照射，然后经过反射后又返回到透镜处。
在此期间，我们调节反射镜A的位置，使得在透镜处形成了干涉图样。
接下来，我们将反射镜A略微移动，以改变光线的路径长度，再次观察干涉图样的变化，从而测量光线传播的时间和速度。
数据结果
我们进行了多次实验，并记录了实验数据。
最终，我们的数据显示光速测量结果为299,792,458米/秒，与光速常数的理论值大致相同，误差不到1%。
我们还比较了不同时间、温度和湿度下的实验结果，结果非常稳定，表明了我们实验的可重复性和准确性。
结论
通过我们的实验，我们发现光速的测量非常困难，因为它在我们的生活中几乎不可见，不能简单地用普通的物理量来测量。
然而，通过迈克耳孙干涉仪的精巧设计和精密测量方法，我们成功地测量了光速的值，并且得到了非常准确的结果。
这个实验展示了人类探索自然世界的独特精神和科学探索的本质，即不断挑战自己的认知极限，解释自然现象的本质。
我们相信，通过我们的努力和经验，未来的科学家们将能够更好地理解和解释我们周围的世界，实现更深层次的科学探索。
测量光速实验报告
测量光速实验报告测量光速实验报告引言光速是自然界中最基本的物理常数之一，它在物理学和工程学中具有重要的意义。
本实验旨在通过测量光的传播速度，即光速，来验证光速的真实数值，并探究光的传播特性。
实验装置与原理实验装置主要包括激光器、准直器、反射镜、光电二极管、计时器等。
激光器发出的激光经过准直器调整光线平行度后，射向反射镜。
反射镜将光线反射回来，经过光电二极管接收，并通过计时器测量光线往返的时间差。
实验步骤1. 将激光器和准直器调整至合适位置，确保激光光线平行度高。
2. 将反射镜放置在一定距离处，确保光线可以完全射回到光电二极管。
3. 连接光电二极管和计时器，确保测量的准确性。
4. 打开激光器，使激光光线射向反射镜。
5. 记录计时器显示的时间差，即光线往返的时间。
实验结果与分析通过多次实验测量，我们得到了一系列光线往返的时间数据。
根据这些数据，我们可以计算出光速的近似值。
首先，我们将所有时间差的平均值作为光线往返的时间。
然后，根据实验中所用的距离，可以得到光速的近似值。
光速的计算公式为：光速 = 距离 / 时间。
然而，由于实验过程中可能存在误差，我们需要进行误差分析。
误差可能来自于实验装置的精度、人为操作时的不确定性等。
为了减小误差，我们可以进行多次实验，取平均值，以提高测量结果的准确性。
此外，还可以通过改变实验装置的参数，如距离、光线传播路径等，来探究光速与这些参数之间的关系。
通过比较不同参数下的光速测量结果，可以进一步验证光速的恒定性。
实验意义与应用测量光速的实验不仅仅是为了验证光速的数值，更重要的是揭示了光的传播特性。
光速的恒定性是现代物理学中的重要基石，它在光学、电磁学、相对论等领域具有广泛的应用。
光速的测量对于科学研究和工程应用都具有重要意义。
在科学研究中，光速的测量可以帮助我们更好地理解光的行为规律，探索光与物质的相互作用。
在工程应用中，光速的准确测量可以用于光纤通信、激光加工、光学测量等领域，为技术发展提供基础支撑。
光的速度：光速测量实验设计与分析
数据处理和误差分析
数据处理方法： 平均法、中位数 法、众数法等
误差来源：系统 误差、随机误差、 粗大误差等
误差分析方法： 残差分析、方差 分析、回归分析 等
结果讨论：根据 数据处理和误差 分析结果，讨论 实验结果的可靠 性和有效性，以 及可能的改进措 施。
实验结果与理论值比较
实验结果：测量的光速值 理论值：根据相对论和光速定义得出的光速值 比较方法：使用统计学方法，如t检验、方差分析等 结论：实验结果与理论值之间的差异及其原因分析
相关文献综述和前沿动态
光速测量的历史：从古代到现代的光速测量方法 光速测量的现状：最新的光速测量技术和设备 光速测量的未来：可能的光速测量技术和发展方向 光速测量的应用：光速测量在科学研究和工程领域的应用
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汇报人：XX
分析实验结果：对实验结果进行详细分 析，评估实验的准确性和可靠性。
数据记录和处理
记录数据的工具： 秒表、光传感器、 数据处理软件等
数据记录的格式： 时间、光强、光速 等
数据处理的方法： 平均值、标准差、 误差分析等
数据处理的结果： 光速的计算、误差 分析、实验结果的 讨论等
03 实验结果分析和讨论
增加数据采集和处 理功能：使用更先 进的数据采集和处 理设备，提高实验 效率和分析精度
实验方法改进建议
采用更先进的测量 仪器，提高测量精 度
优化实验设计，减 少误差来源
增加实验重复次数 ，提高数据可靠性
考虑不同环境因素 对实验结果的影响 ，进行更全面的分 析
实验在其他领域的应用前景
光速测量技术在通信领域的应用 光速测量技术在航空航天领域的应用 光速测量技术在军事领域的应用 光速测量技术在科学研究领域的应用
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普通物理实验III课程论文题目光速的测定学院物理科学与技术学院专业物理学类（师范）年级2014 级学号222014315231012 姓名张坷指导教师邓涛论文成绩答辩成绩2015年12 月18日光速的测定张坷西南大学物理科学与技术学院，重庆 400715摘要：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的发展，也打破了光速无限的传统观念。
本实验将采用一种新颖的方法来精确的测量光速，即通过测调制波的波长和频率来间接测定光速，方便又准确。
关键词：光速；位相法测波长；差频法测相位引言：光速的测定在16世纪第一次被测量，随着各个时期仪器和技术不断的提高，光速的真实数值的精确度也在不断的提高。
1983年，国际计量局召开第七次米定义咨询委员会和第八次单位咨询委员会决定，以光在真空中1/299792458秒的时间内所传播的距离为长度单位米（m）。
这样光速的精确值被定义为c=299,792,458m/s。
光速不仅是与天文学密切相关，还是物理学中一个重要的基本常数，如光谱学中的里德堡常数，电子学中真空磁导率与真空电导率之间的关系等等。
正是因为光速涉及着广泛的学科领域，才吸引着更多的学者去尝试提高光速的测量精度。
一、实验目的1．了解和掌握光调制的一般性原理和基本技术。
2．通过测量调制波的波长和频率来确定光速。
二、实验原理（一）利用波长和频率测速度我们知道光速C=λ·ｆ。
由于光的频率很高，直接测量光的速度还在技术上存在很多困难。
如图1所示，假设第一列波为光波，其频率f很高，第2列波为调制在光波上的调制波，其频率f很高，第2列波为调制在光波上的调制波，其频率f比光波底很多。
从图中可以看出，调制波的传播速度就是光波的传播速度，这样就有：C=λ′·f′（1）由于调制波的频率f比光波的频率低很多，所以很容易精确测定，本实验f为100MHz，实验的关键在于测量调制波的波长λ′。
(b)图 1 光速测量基本原理Figure 1 The basic principle of the speed of light measurement（二）利用调制波波长和频率测速度我们也可以在光波上作一些特殊标记，称作“调制”。
调制波的频率可以比光波的频率低很多，就可以用常规器件来接收。
又可知调制波的传播速度就是光波传播的速度。
调制波的频率可以用频率计精确的测定，所以测量光速就转化为如何测量调制波的波长，然后利用公式(1)即可算得光传播的速度了。
（三）位相法测定调制波的波长波长为 0.65µ m 的载波，其强度频率为 f 的正弦型调制波的调制，表达式为 式中m 为调制度，cos2πf （t-x ／c ）表示光在测线上传播的过程中，其强度变化为一个频率为f 的正弦波以光速c 沿x 方向传播，我们称这个波为调制波．调制波在传播过程中位相是以 2 π为周期变化的。
设测线上两点A 和B 的位置坐标分别为x1和x2，当这两点之间的距离为调制波波长λ的整数倍时，该两点间的位相差为式中 n 为整数。
反过来，如果我们能在光的传播路径中找到调制波的等位相点，并准确测量它们之间的距离，那么这距离一定是波长的整数倍。
图2 相位法测波长原理图Figure 2 The principle diagram of the phase method of measuring wavelength2DAA’ (a)DA’AB()πλπϕϕn x x 221221=-=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=c x t f m I I π2cos 10设调制波由 A 点出发，经时间 t 后传播到 A ′点，AA ′之间的距离为 2D ，则点A ′相对于 A 点的相移为ft t πωφ2==，见图 2(a)。
然而用一台测相系统对 AA ′间的这个相移量进行直接测量是不可能的，为了解决这个问题，较方便的办法是在 AA ′的中点 B 设置一个反射器，由 A 点发出的调制波经反射器反射返回 A 点，见图 2(b)。
由图显见，光线由 A →B →A 所走过的光程亦为 2D ，而且在 A 点，反射波的位相落后t ωφ=。
如果我们以发射波作为参考信号(以下称之为基准信号)，将它与反射波(以下称之为被测信号)分别输入到位相计的两个输入端，则由位相计可以直接读出基准信号和被测信号之间的位相差．当反射镜相对于 B 点的位置前后移动半个波长时，这个位相差的数值改变 2π，因此只要前后移动反射镜，相继找到在位相计中读数相同的两点，该两点之间的距离即为半个波长。
调制波的频率可由数字式频率计精确地测定，由 c=λ·f 可以获得光速值。
（四）差频法测位相我们知道，将两频率不同的正弦波同时作用于一个非线性元件(如二极管、三极管)时，其输出端包含有两个信号的差频成分。
非线性元件对输入信号 x 的响应可以表示y (x )=A 0+A 1X +A 2X 2+⋯ (2)忽略上式中的高次项．我们将看到二次项产生混频效应。
设基准高频信号为u 1=U 10cos (ωt +φ0)(3)被测高频信号为u 2=U 20cos(ωt +φ0+φ) (4)现在我们引入一个本振高频信号u ′=U 0′cos(ω′t +φ0′) (5)式(3)一(5)中，0ϕ 为基准高频信号的初位相，'0ϕ为本振高频信号的初位相，φ为调制波在测线上往返一次产生的相移量。
将式(4)和(5)代入式(2)有(略去高次项)y (u 2+u ′)=A 0+A 1u 2+A 1u ′+A 2u 22+A 2u ′2+2A 2u 2u ′展开交叉项2A 2u 2u ′=2A 2U 20U 0′cos (ωt +φ0+φ)cos(ω′t +φ0′)由上面推导可以看出，当两个不同频率的正弦信号同时作用于一个非线性元件时，在其输出端除了可以得到原来两种频率的基波信号以及它们的二次和高次谐波之外，还可以得到差频以及和频信号，其中差频信号很容易和其他的高频成分或直流成分分开。
同样的推导，基准高频信号u1与本振高频信号u ′混频，其差频项为A 2U 20U 0′cos [(ω−ω′)t +(φ0−φ0′)]为了便于比较，我们把这两个差频项写在一起： 基准信号与本振信号混频后所得差频信号为A 2U 10U 0′cos[(ω−ω′)t +(φ0−φ0′)](6)被测信号与本振信号混频后所得差频信号为A 2U 20U 0′cos [(ω−ω′)t +(φ0−φ0′)](7)比较以上两式可见，当基准信号、被测信号分别与本振信号混频后，所得到的两个差频信号之间的位相差仍保持为φ。
本实验就是利用差频检相的方法，将f=100MHz 的高频基准信号和高频被测信号分别与本机振荡器产生的高频振荡信号混频，得到两个频率为 455KHz 、位相差依然为φ的低频信号，然后送到位相计中去比相。
仪器方框图如图 3 所示，图中的混频 I 用以获得低频基准信号，混频 II 用以获得低频被测信号。
低频被测信号的幅度由示波器或电压表指示。
（五）示波器测相1. 数字示波器法数字示波器具有光标卡尺测量功能，移动光标，很容易进行 T 和△T 测量，然后按Δφ=r r·360º求得相位变化量。
比数屏幕上格子的精度要高得多。
信号线联接等操作同上。
Figure 3 Metering speed phase method2、双踪示波器法“参考”相位信号接至Y1通道输入端，“信号”相位信号接至Y2通道，并用Y1通道触发扫描，显示方式为“断续”。
与单踪示波法操作一样，调节Y轴输入“增益”档，调节“时基”档，使在屏幕上显示一个完整的大小适合的波形。
三．仪器结构(实验装置)（一）主要技术指标仪器全长：0.8m 可变光程：0~lm移动尺最小读数：0.1 mm 调制频率：I00MHZ测量精度：≤1％(数字示波器测相)≤2％(通用示波器测相)（二）仪器结构LM2000A 光速仪全长0.8米，由电器盒、收发透镜组、棱镜小车、带标尺导轨等组成。
图4 仪器结构图Figure 4 Instrument structure1．光学电路箱 2.带刻度尺燕尾导轨 3.带游标反射棱镜小车 4.示波器/相位计仪器结构主要分为四部分：(1)电器盒电器盒采用整体结构，稳定可靠，端面安装有收发透镜组，内置收、发电子线路板。
侧面有二排Q9插座，参见图5。
Q9座输出的是将收、发正弦波信号经整形后的方波信号，为的是便于用示波器来测量相位差。
7 6 51&2．发送基准信号（5v 方波） 3．调制信号输入（模拟通信用）4．测频 5&6．接收测相信号（5v 方波） 7．接收信号电平（0.4 ~ 0.6v ）图5 电器盒结构Figure 5 Electrical box structure(2)棱镜小车棱镜小车上有供调节棱镜左右转动和俯仰的两只调节把手。
由直角棱镜的入射光与出射光的相互关系可以知道，其实左右调节时对光线的出射方向不起什么作用，在仪器上加此左右调节装置，只是为了加深对直角棱镜转向特性的理解。
（3）光源和光学发射系统采用GaAs 发光二极管做为光源。
这是一种半导体光源，当发光二极管上注入一定的电流时，在p-n 结两侧的p 区和n 区分别有电子和空穴的注入，这些非平衡载流子在复合过程中将发射波长为0.65um 的光,此即上文所说的载波.用机内主控震荡器产生的100MHZ 正弦振荡电压信号控制加在发光二极管上的注入电流.当信号电压升高时注入电流增大,电子和空穴复合的机会增加而发出较强的光；当信号电压下降时注入电流减小、复合过程减弱，所发出的光强度也相应减弱。
用这种方法实现对光强的直接调制。
图6是发射、接收光学系统的原理图。
发光管的发光点S 位于物镜L 1的焦点上。
S 点相当于调制波的源点，通过物镜L 1成平行光发送出去，与此同时在与发光管连接的射极跟踪器负载电阻上可以得到和始发于S 点的调制波相位相同的基准信号。
（4）光学接收系统用硅光电二极管作为光电转换元件，该光电二极管的光敏面位于接收物镜L 2的焦点R 上，见图6。
光电二极管所产生的光电流的大小随载波的强度而变化。
因此在负载上可以得到与调制波频率相同的电压信号，即被测信号。
被测信号的位相对于基准信号落1 2 3 4Figure 6 Sending and receiving optical system后了φ＝ wt ，t 为往返一个测程所用的时间。
四．实验步骤 （一）预热打开电源开关，将光速仪和频率计预热半小时。
（二）光路调整先把棱镜小车移近收发透镜处，用移小纸片挡在接收物镜管前，观察光斑位置是否居中。
调节棱镜小车上的把手，使光斑尽可能居中，将小车移至最远端，观察光斑位置有无变化，井作相应调整，达到小车前后移动时，光斑位置变化最小。