测光波波长的三种方法 原理 图解
测量光波波长的方法
测量光波波长的方法光波是指在真空中传播的电磁波，其波长决定了光的颜色。
测量光波波长是光学领域中非常重要的一项工作，它可以用于研究光的性质，也是许多实际应用中不可或缺的技术手段。
本文将介绍几种常用的测量光波波长的方法。
1. 焦距法焦距法是一种基本的测量光波波长的方法。
它利用光线在透镜中的折射和成像原理，通过测量透镜的焦距来求得光波的波长。
具体方法是，将一束单色光通过一个凸透镜，使其在焦点处成像。
然后，测量透镜到焦点的距离，即为透镜的焦距。
根据透镜的公式f=1/(1/f1+1/f2)，其中f1为物距，f2为像距，可以求得光波的波长。
2. 菲涅尔衍射法菲涅尔衍射法是一种通过衍射现象来测量光波波长的方法。
它利用光的衍射现象，将光束经过一个狭缝后，形成一组衍射图样。
通过测量衍射图样的间距，即可求得光波的波长。
具体方法是，将一束单色光通过一个狭缝，使其成为一个单缝衍射光源。
然后，在一块屏幕上观察到的衍射图样，测量相邻两个暗条纹之间的距离，即为光波的波长。
3. 光栅光谱法光栅光谱法是一种通过光的分光现象来测量光波波长的方法。
它利用光的分光现象，将光束经过一个光栅后，形成一组光谱图样。
通过测量光谱图样的位置和间距，即可求得光波的波长。
具体方法是，将一束单色光通过一个光栅，使其被分成不同波长的光束。
然后，在一块屏幕上观察到的光谱图样，测量相邻两个峰值之间的距离，即为光波的波长。
4. 激光干涉法激光干涉法是一种通过光的干涉现象来测量光波波长的方法。
它利用光的干涉现象，将光束经过一个干涉仪后，形成一组干涉图样。
通过测量干涉图样的位置和间距，即可求得光波的波长。
具体方法是，将一束单色光通过一个干涉仪，使其发生干涉现象。
然后，在一块屏幕上观察到的干涉图样，测量相邻两个亮条纹之间的距离，即为光波的波长。
总之，测量光波波长的方法多种多样，每种方法都有其应用范围和精度等不同的特点。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的测量方法，并注意测量误差的控制，以保证测量结果的准确性和可靠性。
实验用双缝干涉测量光的波长.ppt
杨氏双缝干涉实验上人类历史上第一次在实验 室中实现认为的光的干涉。利用此实验不仅证明了 惠更斯的光的波动理论，同时还测量了光的波长。 所以该所以具有重要意义。那么，他是如何利用双 缝干涉实验测量光波的波长的呢？
一､实验目的
1.观察白光及单色光的干涉图样. 2.测定单色光的波长.
例题分析
(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋 测微器原理相似，手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm) 观察到第1条亮纹的位置如下图(a)所示，观察第5条亮纹的位置
如下图(b)所示。则可求出红光的波长λ= 7×10-7m.(保留一位有
效数字)
巩固练习
1.某同学做双缝干涉实验时,按要求安装好实验装置后,
2.测量条纹间距Δx带来的误差 (1)干涉条纹没有调到最清晰的程度。 (2)分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位 于条纹中心。 (3)测量多条亮条纹间距时读数不准确。
六､注意事项
1.放置单缝和双缝时，必须使缝平行。 2.要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心轴在遮 光筒的轴线上。 3.测量头的分划板中心刻线要对准条纹的中心。 4.要多测几条亮条纹(或暗)中心间的距离，再求Δx。
L
心的位置为x k L .
d
相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距x L .
d
根据双缝干涉中条纹间距x L ,得 d x.
d
L
已知双缝间距d, 再测出双缝到屏的距离L和条纹间距x, 就可以求得
光波的波长.
三､实验器材 光源、滤光片、单缝遮光筒、光屏及光具座，如下图所示：
获得单 色光
形成线 光源
形成相 关光源
巩固练习
实验用双缝干涉测光的波长(共20张PPT)
B.增大④和⑤之间的距离
C.将绿色滤光片改成红色滤光片
D.增大双缝之间的距离
命题点一
命题点二
(2)如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,这时可以去掉的部件
是
(填数字代号)。
(3)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹,读出手轮的
读数如图甲所示。继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹,读出
l=74.90 cm。图戊读数为 0.300 mm,图己读数为 14.700 mm,结合图
乙可知,两条相邻亮条纹间的距离
-7
将以上数据代入得
8.0×10 m
Δ
λ=
14.700-0.300
Δx=
6
mm=2.400 mm。
关闭
-7
=8.0×10 m。
解析
解析
答案
答案
4.在观察光的干涉现象的实验中,将两片刀片合在一起,在涂有墨汁的玻璃片
Δ·
(4)待测光的波长 λ=
mm=1.610 mm。
≈5.37×10-7 m。
命题点一
命题点二
用双缝干涉测光的波长问题的解决方法
l
(1)明确双缝干涉条纹间距公式Δx= λ中各物理量的意义,
其中Δx是相邻
d
两条亮条纹(或暗条纹)的中心间距,d是双缝之间的距离,l是双缝到屏的距离,λ
为光的波长。
(3)若将装置放入水中,必须根据水中的波长λ水、真空中的波长λ真
λ真
l
与介质的折射率 n 间的关系 λ 水= n ,求出水中的波长,公式 Δx=d λ 中
的λ为光在水中的波长λ水。
(4)将各物理量统一为国际单位代入求解。
4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长-课件(11张PPT)
蓝光 双缝间距0.36 mm
新知讲解
三、物理量的测量
的测量 ：双缝到屏的距离 可以用刻度尺测出。 的测量
新知讲解
三、物理量的测量
的测量 ：测量个亮条纹间的距离
则：∆ =
−
新知讲解
三、物理量的测量
的测量 ：双缝到屏的距离 可以用刻度尺测出。 的测量 ：测量个亮条纹间的距离
板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示；
然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如
图乙所示。一、实验装置
双缝干涉实验装置示意图
滤光片
光源
透镜
双缝
遮光筒
毛玻璃
目镜
单缝
新知讲解
二、实验步骤
红光 双缝间距0.18 mm
红光 双缝间距0.36 mm
安装遮光筒与光源，使之在一条直线直线上
在光源前加个凸透镜，以便得到平行光
加上单缝与双缝，使缝平行
调整单缝筒与遮光筒同轴，使屏上得到清晰的干涉条纹
则：∆ =
用公式求出光的波长： =
−
课堂练习
1. 用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样，双缝之间的距离是0.2mm，用的是绿色滤光片，
从目镜中可以看到绿色干涉条纹。
（1）如果把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离如何变化？
（2）把绿色滤色片换成红色，相邻两个亮条纹中心的距离增大了。这说明哪种色光的波长
实验：用双缝干涉
测量光的波长
温故知新
1.产生稳定的干涉条纹的条件：两光频率相同。
测量光波波长的方法
测量光波波长的方法光波波长是指光波在介质中传播一个完整波周期所需的距离，通常用λ表示，单位是纳米（nm）。
测量光波波长的方法有很多种，下面我们将介绍几种常用的方法。
一、干涉法。
干涉法是一种常用的测量光波波长的方法。
它利用光的干涉现象来测量光波的波长。
干涉法的原理是，当两束波长相同的光波相遇时，它们会发生干涉现象。
通过测量干涉条纹的间距，就可以计算出光波的波长。
干涉法适用于测量可见光和近红外光的波长。
二、衍射法。
衍射法也是一种常用的测量光波波长的方法。
它利用光的衍射现象来测量光波的波长。
衍射法的原理是，当光波通过狭缝或光栅时，会产生衍射现象。
通过观察衍射图样的特征，就可以计算出光波的波长。
衍射法适用于测量可见光、紫外光和X射线的波长。
三、光栅光谱仪法。
光栅光谱仪法是一种基于光栅的光谱仪来测量光波波长的方法。
光栅光谱仪利用光栅的衍射作用将光波分解成不同波长的光束，然后通过测量光束的衍射角度，就可以计算出光波的波长。
光栅光谱仪法适用于测量可见光、紫外光和红外光的波长。
四、分光光度法。
分光光度法是一种利用分光光度计来测量光波波长的方法。
分光光度计通过光栅或棱镜将光波分解成不同波长的光束，然后通过测量光束的强度，就可以计算出光波的波长。
分光光度法适用于测量可见光和近红外光的波长。
以上是几种常用的测量光波波长的方法，每种方法都有其适用范围和特点。
在实际应用中，可以根据需要选择合适的方法来进行测量。
希望本文能对您有所帮助。
测光波波长的三种方法(原理,图解)
❖ 由于光在分光板 的第二面反 射，使 在 附近形成以平行与 的虚像 M2′，因而光在迈克尔 逊干涉仪中自 和 的反射就相 当于M1 和 M2′的反射。故迈 克尔逊干涉仪产生的干涉等效 于 M1和M2 ′所构成的虚光板 产生的干涉，即相当于厚度为 的空气薄膜所产生的干涉。
❖ 因此，移动平面镜 ，就会在观察屏E上看到干涉圆 环吞吐的现象，当 移动λ/2的距离，即 每改变λ/2的 距离，就会在观察屏上看到有一个圆环条纹从中心 “吞入”或“吐出”，也就是说，每当“吞入”或 “吐出”一个圆环条纹， 就移动了半个波长，所以
比并量过理的说量方少试些波可三
。加精程、测明原法于给方长见、
以确和方量各理的三出法有光测
对度测法原自图测种不？哪的量
、
，
方法一 用透射光栅测定光波 的波长
实验原理：
若以单色平行光垂直照射在光栅面上（图1-1），则光束经光栅各缝衍射后将在 透镜的焦平面上叠加，形成一系列间距不同的明条纹（称光谱线）。根据夫琅和费 衍射理论，衍射光谱中明条纹所对应的衍射角应满足下列条件：
线光源，光从S发出经洛埃镜后，形成一虚光源S2，该虚光源所发出的 光满足干涉条件，在交迭区内产生干涉，成为平行于狭缝的等间距干涉 条纹，由此可得：
❖ 其中： ：光源之波长。 ：干涉条纹的间距 d 实光源与虚光源S1、S2间距。
❖ D ：虚光源（狭缝S）至观察处之距离。 ❖ 可由测微目镜测量求出；
❖ D可由光具座标尺读数读出； ❖ d由对称原理测出。
根据干涉圆环的吞吐就可以测量光源的波长，这也 就是干涉仪测量长度或长度变化的理论依据。只要 数出圆环“吞入”或“吐出”的数目N，并且记录 下 移动的距离Δx ，就可以计算出光源的波长，
❖ 实验原理】： ❖ 由双棱镜干涉条件，光源发射的单色光经会聚透镜后会聚于单缝S而成
测光波波长的三种方法(原理,图解)
❖ 由于光在分光板 的第二面反 射，使 在 附近形成以平行与 的虚像 M2′，因而光在迈克尔 逊干涉仪中自 和 的反射就相 当于M1 和 M2′的反射。故迈 克尔逊干涉仪产生的干涉等效 于 M1和M2 ′所构成的虚光板 产生的干涉，即相当于厚度为 的空气薄膜所产生的干涉。
-- 精品--
❖ Δx =N·
λ=
-- 精品--
方法三 洛埃镜法
❖ 实验原理】： ❖ 由双棱镜干涉条件，光源发射的单色光经会聚透镜后会聚于单缝S而成
线光源，光从S发出经洛埃镜后，形成一虚光源S2，该虚光源所发出的 光满足干涉条件，在交迭区内产生干涉，成为平行于狭缝的等间距干涉 条纹，由此可得：
-- 精品--
❖ 其中： ：光源之波长。 ：干涉条纹的间距 d 实光源与虚光源S1、S2间距。
❖ D ：虚光源（狭缝S）至观察处之距离。 ❖ 可由测微目镜测量求出； ❖ D可由光具座标尺读数读出； ❖ d由对称原理测出。
-- 精品--
-- 精品--
式中d=a+b称为光栅常数（a为狭缝宽度，b为刻痕宽度，参见图（1），k为光谱线 的级数， 为k级明条纹的衍射角， 是入射光波长。该式称为光栅方程。
-- 精品--
❖ 由光栅方程可看出，若已知光栅常数d， 测出衍射明条纹的衍射角 ，即可求出光 波的波长 。
-- 精品--
❖
涉迈方 仪克法
尔二 逊 干
光源S发出的光到达分光板后，被分成振幅（强度）几乎相等的反射光（1）和透射 光（2）。光束（1）向着 M1前进，光束（2）经过G2 后向着 M2前进，这两束光分 别在M1 和 M2上反射后逆着各自的入射方向返回，最后到达光屏E。由于这两束光 是来自同一光源S的同一束光，因此他们是两列相干光束，在E处必有干涉图样形成。
五种能测波长的光学原理
五种能测波长的光学原理
以下是五种常见的能够测量光波长的光学原理：
1. 衍射光栅：光栅是由一系列平行的凹槽组成的光学元件，当光通过光栅时，会发生衍射现象。
通过测量衍射光的角度和位置，可以确定光波长。
2. 干涉仪：干涉仪利用光的干涉原理来测量波长。
例如，马赫-曾得干涉仪使用两个平行的半透明镜片，当光线经过时，会产生干涉现象。
通过测量干涉条纹的间距和位置，可以计算出波长。
3. 波长计：波长计是一种光学仪器，利用光的色散性质来测量波长。
例如，光栅波长计使用光栅分散光线，然后测量不同波长光线的位置。
4. 哈雷衍射：哈雷衍射利用大气中尘埃粒子的散射现象来测量波长。
当光穿过大气中的尘埃时，会发生衍射现象，通过观察衍射图样，可以计算出光波长。
5. 波导：波导是一种特殊的光纤结构，可以将光传输到波导中并通过波导的光学特性来测量波长。
例如，光纤光谱仪使用光纤传输光，然后利用光纤的衍射、耦合和干涉等特性来测量波长。
这些方法都有各自的优缺点和适用范围，根据具体的需求和实验条件，可以选择合适的方法来测量波长。
光栅测定光波波长
1.1用透射光栅测定光波波长用平面透射光栅得到日光灯白光的夫朗和费衍射条纹，其中可以清晰的得到汞光谱中的绿线（546.07nm λ=），钠光谱中的二黄线（1589.592D nm λ=，2588.995D nm λ=）。
若d 为光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长，k 为光谱级数（0,1,2k =±± ），则产生衍射亮条纹的条件为：sin d k θλ= （光栅方程）（1）测量光栅常数用汞灯光谱中的绿线（546.07nm λ=）作为已知波长测量光栅常数d 。
测量公式： sin k d λθ=（2）测量未知波长已知光栅常数d ，测量钠灯光谱中的二黄线波长1D λ和2D λ。
测量公式： sin d kθλ=（3）测量透射光栅的角色散已知钠光谱中的二黄线的波长差λ∆，测出钠光谱中的二黄线的衍射角，求光栅的角色散D 。
测量公式： D θλ∆=∆1.2分光计测量光波波长当一束平行光垂直入射到光栅上，产生一组明暗相间的衍射条纹，原理如图 9— 1所时，其夫朗和费衍射主极大由下式决定：λm d =Φsin式中：d ：光栅常数 d = a + bΦ：衍射角m ：主极大级次 m = 0 ，±1， ±2此式称光栅方程由（9 — 1）式得 ：md Φ=sin λ由此可以看出：只要测出任意级次的某一条光谱线的衍射角，即可计算出该光波长。
1.3牛顿环测量钠光灯谱线的波长根据理论计算可知，在反射光中暗环半径rk 与入射光的波长λ和透镜球面的曲率半径R 之间的关系是()21λkR r k=式中，k 为正整数0，1，…，k ，称为环的级数。
由上式可知，如果用已知波长的单色产生牛顿环，当已知暗环的半径rk ，就可算出透镜球面的曲率半径R;若已知R ，测出rk ，就可算出产生牛顿环的光波波长λ。
钠光灯谱线的波长为：()()Rn m D D n m--=422λ1.4用迈克尔逊干涉仪测激光波长1、光程：折射率与路程的乘积，nr =∆2、分振幅干涉：波面的个不同部分作为发射次波的光源，次波本身分成两部分，做不同的光程，重新叠加并发生干涉。
测光波波长的三种方法(原理图解)课件
02
衍射法
衍射法原理
衍射法是利用光波的衍射现象来测量光波波长的一种方法 。当光波通过一个小缝或一个小孔时，会发生衍射现象， 即光波会绕过障碍物，向各个方向传播。
衍射法的基本原理是光波的干涉和衍射，通过测量光波通 过小缝或小孔后的干涉和衍射条纹，可以计算出光波的波 长。
衍射法应用
01
衍射法在光学测量中有着广泛的 应用，可以用于测量各种不同类 型的光波，包括可见光、红外线 和紫外线等。
THANKS
测光波波长的三种方法(原理 图解)课件
目录
• 干涉法 • 衍射法 • 折射法 • 三种方法比较
01
干涉法
干涉法原理
01
02
干涉法是通过利用光波的干涉现象来测量光波波长的。当两束或多束 相干光波相遇时，它们会相互加强或抵消，形成干涉图样。通过测量 干涉图样的变化，可以确定光波的波长。
干涉法的基本原理是光程差原理，即两束相干光波在相遇点的光程差 等于它们波长的整数倍时，会发生干涉加强；光程差等于半波长的奇 数倍时，会发生干涉抵消。
干涉法优缺点
干涉法的优点在于精度高、测量范围广、可测量波长范围宽 等。由于干涉图样的变化非常敏感，因此可以获得较高的测 量精度；同时，干涉法还可以测量不同波长的光波，具有较 宽的测量范围。
然而，干涉法也存在一些缺点，如需要稳定的光源和精密的 实验装置，操作较为复杂，对实验环境的要求较高。此外， 对于某些特定的情况，可能需要采用不同的干涉模式进行测 量，这也会增加实验的难度和复杂性。
折射法应用
折射法广泛应用于光学测量领域，如 测量透镜的焦距、测量光学元件的表 面质量等。
在光谱分析中，折射法也被用于测量 不同波长的光波，从而确定物质的成 分和含量。
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❖ 由光栅方程可看出，若已知光栅常数d， 测出衍射明条纹的衍射角 ，即可求出光 波的波长 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
❖
迈方 克法 尔二 逊 干 涉 仪
光源S发出的光到达分光板后，被分成振幅（强度）几乎相等的反射光（1）和透射 光（2）。光束（1）向着 M1前进，光束（2）经过G2 后向着 M2前进，这两束光分 别在M1 和 M2上反射后逆着各自的入射方向返回，最后到达光屏E。由于这两束光 是来自同一光源S的同一束光，因此他们是两列相干光束，在E处必有干涉图样形成。
三种方法测光波波长
郑凯 小组成员： 吴勇富 龙振 李大强 林学龙 邓光伟
比并量过理的说量方少试些波可三
。加精程、测明原法于给方长见、
以确和方量各理的三出法有光测
对度测法原自图测种不？哪的量
、
，
方法一 用透射光栅测定光波 的波长
实验原理：
若以单色平行光垂直照射在光栅面上（图1-1），则光束经光栅各缝衍射后将在 透镜的焦平面上叠加，形成一系列间距不同的明条纹（称光谱线）。根据夫琅和费 衍射理论，衍射光谱中明条纹所对应的衍射角应满足下列条件：
❖ 由于光在分光板 的第二面反 射，使 在 附近形成以平行与 的虚像 M2′，因而光在迈克尔 逊干涉仪中自 和 的反射就相 当于M1 和 M2′的反射。故迈 克尔逊干涉仪产生的干涉等效 于 M1和M2 ′所构成的虚光板 产生的干涉，即相当于厚度为 的空气薄膜所产生的干涉。
❖ 因此，移动平面镜 ，就会在观察屏E上看到干涉圆 环吞吐的现象，当 移动λ/2的距离，即 每改变λ/2的 距离，就会在观察屏上看到有一个圆环条纹从中心 “吞入”或“吐出”，也就是说，每当“吞入”或 “吐出”一个圆环条纹， 就移动了半个波长，所以
根据干涉圆环的吞吐就可以测量光源的波长，这也 就是干涉仪测量长度或长度变化的理论依据。只要 数出圆环“吞入”或“吐出”的数目N，并且记录 下 移动的距离Δx ，就可以计算出光源的波长，即：
❖ Δx =N·
λ=
方法三 洛埃镜法
❖ 实验原理】： ❖ 由双棱镜干涉条件，光源发射的单色光经会聚透镜后会聚于单缝S而成
线光源，光从S发出经洛埃镜后，形成一虚光源S2，该虚光源所发出的 光满足干涉条件，在交迭区内产生干涉，成为平行于狭缝的等间距干涉 条纹，由此可得：
❖ 其中： ：光源之波长。 ：干涉条纹的间距 d 实光源与虚光源S1、S2间距。
❖ D ：虚光源（狭缝S）至观察处之距离。 ❖ 可由测微目镜测量求出；
❖ D可由光具座标尺读数读出； ❖ d由对称原理测出。