双棱镜光干涉实验仪说明书
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。
实验十三双棱镜干涉
实验十三双棱镜干涉一、实验目的（一）观察双棱镜干涉现象；（二）利用双棱镜干涉测定单色光的波长。
二、实验器材氦氖激光器（1套）扩束透镜（f=5cm）（1个）双棱镜（1个）读数显微镜（1台）透镜夹（3个）光具座（1付）小灯（1个）太阳眼镜（1付）光屏（1个）三、实验原理与仪器描述观察光波干涉现象的方法很多，双棱镜干涉是其中之一。
双棱镜是一块表面光滑。
顶角接近于180°的玻璃棱镜，其顶端的直线称为双棱镜的脊，两侧的表面称为棱面，双棱镜干涉的实验装置如图13-1所示。
图13-1 双棱镜干涉光路图从激光光管发出的单色光经扩束透镜扩束后入射在双棱镜的两个棱面上，经棱镜的折射后分成两束光A1A2和B1B2。
在A2B2之间的区域内，这两束光互相叠加而形成干涉。
由于激光束有很好的平行性，通过扩束透镜后的光必会聚于透镜的后焦点F上，因此，可以认为入射双棱镜的光束是从位于F的点光源S发射出来的。
将A1A2向后延长，其交点S1就是由双棱镜造成的S的虚像点。
同样，B1B2向后延长的交点S2也是S的虚象点，由此可以看到，这里的双棱镜干涉相当于以S1和S2为双孔的杨氏干涉。
我们知道杨氏干涉在屏上形成明暗相间的条纹，相邻两亮条纹或相邻两暗条纹之间的距离为(13-1)式中d是两个虚光源（相当于杨氏干涉实验的两个小孔）S1和S2之间的距离，D是虚光源与光屏的距离，λ是光源的波长，由几何光学可推得以下结果：D=L1+L2 (13-2)d=L1 (13-3)=（n-1）（π-） (13-4) 上式由双棱镜玻璃的折射率n和双棱镜顶角（以弧度为单位）所决定，可称为双棱镜常数。
假设我们测得第一条暗纹至第K+1条暗纹的距离是L K，则相邻两暗纹的距离为(13-5)将（13-2）、（13-3）、各式代入（13-1）式，得到(13-6) 本实验通过测量干涉条纹的距离及各光学元件在光路中的位置，间接测出氦氖激光的波长。
四、实验方法与步骤（1）按图13-1在光具座上顺次摆好各器件。
双棱镜干涉实验
双棱镜干涉实验【实验目的】1．掌握用双棱镜获得双光束干涉的方法，加深对干涉条件的理解．2．学会用双棱镜测定钠光的波长．【实验仪器】光具座、白屏、单色光源钠灯、测微目镜、短焦距扩束镜、白炽灯、氦氖激光器、毛玻璃屏、滑块（若干个）、手电筒可调狭缝、双棱镜、辅助透镜、白屏、凸透镜（不同焦距的数个)。
．【实验原理】如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且它们的位相差不随时间而变化，那么在两列光波相交的区域，光强分布是不均匀的，而是在某些地方表现为加强，在另一些地方表现为减弱(甚至可能为零)，这种现象称为光的干涉．菲涅耳利用图1所示的装置，获得了双光束的干涉现象．图中AB 是双棱镜，它的外形结构如图2所示，将一块平玻璃板的一个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10)．从单色光源发出的光经透镜L 会聚于狭缝S ，使S 成为具有较大亮度的线状光源．从狭缝S 发出的光，经双棱镜折射后，其波前被分割成两部分，形成两束光，就好像它们是由虚光源S1和S2发出的一样，满足相干光源条件，因此在两束光的交叠．区域图1 图2P1P2内产生干涉．当观察屏P 离双棱镜足够远时，在屏上可观察到平行于狭缝S 的、明暗相间的、等间距干涉条纹．设两虚光源S1和S2之间的距离为d '，虚光源所在的平面(近似地在光源狭缝S 的平面内)到观察屏P 的距离为d ，且d d <<'，干涉条纹间距为x ∆，则实验所用光源的波长λ为 x d d ∆'=λ因此，只要测出d '、d 和x ∆，就可用公式计算出光波波长． 【实验内容】1．调节共轴(1)将单色光源M ，会聚透镜L ，狭缝S ，双棱镜AB 与测微目镜P 放置在光具座上．用目视法粗略地调节它们中心等高、共轴，棱脊和狭缝S 的取向大体平行．(2)点亮光源M ，通过透镜L 照亮狭缝S ，用手执白纸屏在双棱镜后面检查：经双棱镜折射后的光束，有否叠加区P1P2 (应更亮些)?叠加区能否进入测微目镜?当移动白屏时，叠加区是否逐渐向左、右(或上、下)偏移?根据观测到的现象，作出判断，进行必要的调节使之共轴．2．调节干涉条纹(1)减小狭缝S 的宽度，一般情况下，可从测微目镜中观察到不太清晰的干涉条纹（测微目镜的结构及使用调节方法见实验基础知识有关内容）。
双棱镜干涉
二、调节出清晰的干涉条纹
取下透镜，前后稍微移动一下测微目镜，则可 看到干涉条纹。若此时看不到或看到的条纹不清晰， 则使测微目镜距双棱镜近一些，同时将狭缝调小些， 另外旋转狭缝上的旋转螺丝直至出现清晰的干涉条 纹。最后使测微目镜远离双棱镜，以有利于条纹间 距的测量。
三、测量数据
1、用测微目镜测 x 。测出 n条条纹间隔的距离， 除以 n 求出 x。重复测量三次，求其平均值。
“二次成像法”
如图2所示，即在双棱镜与测微目镜之间加入一个焦 距为f 的凸透镜L，当D>4f 时，前后移动透镜L则在测微目 镜中将看到两虚光源所成的缩小像或放大像。分别测出缩 小像或放大像的间距d1和d2，则由几何光学可知：
【实验内容】
一、调节共轴
1、调节光源和狭缝的位置，使钠光灯正对并均匀照亮整个狭缝。 2、加入透镜和白屏，使狭缝中心与透镜的主光轴共轴并使主轴 平行于光具座。 3、加入双棱镜，使其棱脊中点大致在透镜光轴上，此时在屏上 可看到两个平行的狭缝像，利用此像进一步调节使棱脊与狭 缝平行并通过透镜光轴。 4、用测微目镜代替白屏并使其与透镜共轴。
2、测量两虚光源的间距d。 保持狭缝与双棱镜间距不变，使狭缝与测微目 镜间距大于4f，移动透镜，用测微目镜分别测 出放大像的间距和缩小像的间距。分别测量三 次，求出平均值，代入公式 求出 。
d
3、测出狭缝到测微目镜叉丝平面之间的距离D。 重复测量三次，并求出其平均值。 4、将以上数据代入公式，求出Na 光波长，并计 算测量误差。
如果将光屏或测微目镜置于干涉区域中的任何地方， 则在光屏上或测微目镜的分划板上将出现明暗交替 的干涉条纹。条纹间距为：
D x d
其中d是两虚光源间距，D是光源到观察屏的距离。
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
【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。
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
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。
光
屏
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
【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。
双棱镜光干涉实验仪说明书
用菲涅耳双棱镜测量光的波长自从1801年英国科学家杨氏（T.Young）用双缝做了光的干涉实验后，光的波动说开始为许多学者接受，但仍有不少反对意见。
有人认为杨氏条纹不是干涉所致，而是双缝的边缘效应，二十多年后，法国科学家菲涅耳（Augustin J.Fresnel,1788-1827）做了几个新实验，令人信服地证明了光的干涉现象的存在，这些新实验之一就是他在1826年进行的双棱镜实验。
它不借助光的衍射而形成分波面干涉，用毫米级的测量得到纳米级的精度，其物理思想、实验方法与测量技巧至今仍然值得我们学习。
本实验通过用菲涅耳双棱镜对钠灯波长的测量，要求掌握光的干涉的有关原理和光学测量的一些基本技巧，特别要学习在光学实验中如何计算测量结果的不确定度。
实验原理菲涅耳双棱镜（简称双棱镜）实际上是一个顶角A极大的等腰三棱镜，如图1所示。
它可看成由两个楔角很小的直角三棱镜ABD和ACD所组成，故名双棱镜。
当一个单色点光源S从它的BC面入射时，通过上半个棱镜ABD的光束向下偏折，通过下半个棱镜ACD的光束向上偏折，相当于形成S′1和S′2两个虚光源。
与杨氏实验中的两个小孔形成的干涉一样，把观察屏放在两光束的交叠区，就可看到干涉条纹。
图1 点光源通过双棱镜的折射交叠区观察屏λχdD =其中，ｄ是两虚光源的间距，D 是光源到观察屏的距离，λ是光的波长。
用测微目镜的分划板作为观察屏，就可直接从该测微目镜中读出条纹间距χ值，D 为几十厘米，可直接量出，因而只要设法测出ｄ，即可从上式算出光的波长λ。
图2 二次成像光路测量ｄ的方法很多，其中之一是“二次成像法”，如图2所示，即在双棱镜与测微目镜之间加入一个焦距为ƒ的凸L ，当D ＞4ƒ时，可移动L 而在测微目镜中看到两虚光源的缩小像或放大像。
分别读出两虚光源像的间距ｄ1和ｄ2，则由几何光学可知： ｄ＝21d d正如杨氏实验可把双孔改为双缝一样，为了增加干涉条纹的亮度，可把上述实验中的点光源改为线光源，只要线光源的方向与双棱镜的棱边方向平行即可。
菲涅耳双棱镜干涉实验指导书
实验五 菲涅耳双棱镜干涉[实验目的]1． 观察和研究菲涅耳双棱镜产生的干涉现象； 2． 测量干涉滤光片的透射波长(λ0)。
[仪器和装置]白炽灯，干涉滤光片，可调狭缝，柱面镜，菲涅耳双棱镜，双胶合成像物镜，测微目镜。
[实验原理]如图1a 所示，菲涅耳双棱镜装置由两个相同的棱镜组成。
两个棱镜的折射角α很小，一般约为5 ~ 30'。
从点（或缝）光源S 发出的一束光，经双棱镜折射后分为两束。
从图中可以看出，这两折射光波如同从棱镜形成的两个虚像S 1和S 2发出的一样。
S 1和S 2构成两相干光源，在两光波的迭加区产生干涉。
a、从图1b 看出，若棱镜的折射率为n ，则两虚像S 1、S 2之间的距离a n l d )1(2-= （5-1）干涉条纹的间距λan l l l e )1(2'-+=（5-2）式中，λ为光波的波长。
对于玻璃材料的双棱镜有n =1.50，则λal l l e '+=（5-3） 可得到e l l la'+=λ （5-4） 在迭加区内放置观察屏E ，就可接收到平行于脊棱的等距直线条纹。
若用白光照明，可接收到彩色条纹。
对于扩展光源，由图2可导出干涉孔径角：''l l al +=β （5-5） 和光源临界宽度：⎪⎭⎫⎝⎛+=='1l l a b λβλ （5-6） 从式（5-5）和（5-6）看出，当l'=0时，β=0，则光源的临界宽度b 变为无穷大。
此时，干涉条纹定域在双棱镜的脊棱附近。
b 为有限值时，条纹定域在以下区域内:λαλ-≤b ll ' （5-7）a) 图 1 双棱镜干涉原理图[内容和步骤]1．调整光路，观察和研究双棱镜干涉现象(1) 按图3所示，将光学元件置于光学平台上。
调整光学元件，使其满足同轴等高的要求。
(2) 取l ≈200mm ，l '≈1200mm ，按λ=550nm ，α=30'，n =1.50计算出b 的数值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
用菲涅耳双棱镜测量光的波长
自从1801年英国科学家杨氏（T.Young）用双缝做了光的干涉实验后，光的波动说开始为许多学者接受，但仍有不少反对意见。
有人认为杨氏条纹不是干涉所致，而是双缝的边缘效应，二十多年后，法国科学家菲涅耳（Augustin J.Fresnel,1788-1827）做了几个新实验，令人信服地证明了光的干涉现象的存在，这些新实验之一就是他在1826年进行的双棱镜实验。
它不借助光的衍射而形成分波面干涉，用毫米级的测量得到纳米级的精度，其物理思想、实验方法与测量技巧至今仍然值得我们学习。
本实验通过用菲涅耳双棱镜对钠灯波长的测量，要求掌握光的干涉的有关原理和光学测量的一些基本技巧，特别要学习在光学实验中如何计算测量结果的不确定度。
实验原理
菲涅耳双棱镜（简称双棱镜）实际上是一个顶角A极大的等腰三棱镜，如图1所示。
它可看成由两个楔角很小的直角三棱镜ABD和ACD所组成，故名双棱镜。
当一个单色点光源S从它的BC面入射时，通过上半个棱镜ABD的光束向下偏折，通过下
半个棱镜ACD的光束向上偏折，相当于形成S′
1和S′
2
两个虚光源。
与杨氏实验中
的两个小孔形成的干涉一样，把观察屏放在两光束的交叠区，就可看到干涉条纹。
图1 点光源通过双棱镜的折射交叠区观
察
屏
λχd
D =
其中，ｄ是两虚光源的间距，D 是光源到观察屏的距离，λ是光的波长。
用测微目镜的分划板作为观察屏，就可直接从该测微目镜中读出条纹间距χ值，D 为几十厘米，可直接量出，因而只要设法测出ｄ，即可从上式算出光的波长λ。
图2 二次成像光路
测量ｄ的方法很多，其中之一是“二次成像法”，如图2所示，即在双棱镜与测微目镜之间加入一个焦距为ƒ的凸
L ，当D ＞4ƒ时，可移动L 而在测微目镜中看到
两虚光源的缩小像或放大像。
分别读出两虚光源像的间距ｄ1和ｄ2，则由几何光学可知： ｄ＝21d d
正如杨氏实验可把双孔改为双缝一样，为了增加干涉条纹的亮度，可把上述实验中的点光源改为线光源，只要线光源的方向与双棱镜的棱边方向平行即可。
当然，若线光源与棱边不平行或线光源的宽度太大变成了面光源，则干涉条纹会相互重叠而模糊直至消失，这是光源的空间相干性问题。
实验装臵
本实验装臵由双棱镜、测微目镜、光具座、线光源和透镜等组成。
测微目镜是用来测量微小实像线度的仪器，其结构如图3所示，在目镜焦平面附近，的一块量程为8mm的刻线玻璃标尺，其分度值为1mm（如图3（ｂ）中的8条短线所示）在该尺后0.1mm处，平行地放臵了一块分划板，分划板由薄玻璃片制成，其上刻有十字准线和一对双线，人眼贴近目镜筒观察时，可同时看到这块分划板和玻璃标尺的刻线，如图3（ｂ）所示，分划板的框架与读数鼓轮相连，当读数鼓轮旋转时，分划板会左右移动：鼓轮每转一圈（100小格），分划板移动1mm（即每小格0.01mm）,测量微小实像时，先调节目镜与分划板间的距离，使能清晰地观察到分划板上的准线；然后调节测微目镜与待测实像的距离使实像也清晰并与准线无视差；以后旋转鼓轮使准线对准待测像的一边，读下此时玻璃标尺的读数和鼓轮读数；再旋转鼓轮使准线对准待测像的另一边，读下玻璃标尺的读数和鼓轮读数；最后把前后两次读数相减，即得待测像的长度。
测微目镜的不确定度值为0.004ｍｍ，测量时应注意鼓轮必须同一方向旋转，中途不要倒退，以避免螺距误差。
图3 测微目镜
本实验所用的线光源由在普通钠灯或柱形激光束前加一个方向可变的宽为0.03－0.04ｍｍ狭缝构成。
狭缝、双棱镜、透镜和测微目镜都安放在光具座上。
实验内容
一、必做部分（一）：观察双棱镜的干涉现象
（1）打开激光电源。
在光具座上依次安放光缝、双棱镜、测微目镜，使两束光的光斑交叠区进入目镜的中心。
（可用小纸片观察，判断交叠区是否进入目镜的中心？） （2）减小狭缝的宽度至从测微目镜中刚能看到交叠区的亮光。
（3）缓慢调节狭缝的方向，直至与双棱镜的棱边平行，此时在测微目镜中应可观察到干涉条纹。
（4）改变光源、狭缝、双棱镜和测微目镜的位臵，观察、记录与分析干涉条纹的改变情况。
（5）以钠灯替代激光光源、观察记录与分析干涉条纹的情况。
二、必做部分（二）：测量钠灯黄光的波长 （1）估测透镜的焦距ƒ。
（2）调节双棱镜的位臵，使透镜与狭缝的距离小于2ƒ，以便能用二次成像法测ｄ。
（透镜的位臵应在何处？透镜与狭缝的距离与双棱镜的位臵有什么关系？为什么要使透镜与狭缝的距离能小于2 ƒ才能用二次成像法测ｄ？）
（3）以钠灯为光源，在条纹保持清晰的条件下，逐渐移远测微目镜，使条纹变宽而仍清晰。
（只要条纹足够亮而清晰，测微目镜移得远一些好，为什么？）
（4）在测微目镜中读出10个条纹的间距，从而求得ｘ值，由于干涉条纹并不细锐，且条纹又较暗，难以判断估读不确定度)(1χB u 的大小，故应测量5次以上求平均，以)(χA u 代替)(1χB u 。
（为节省时间，并减少测微目镜刻度不均匀引入的误差，可采用逐差法，即先依次读出第1、2、3、…条亮或暗条纹位臵的刻度值，然后移过10条，再读出第11、12、13、…或第21、22、23、…条条纹位臵的刻度值；将后一组数据与前一组数据逐次相减，以求得10ｘ的值。
）
（5）在光具座上分别读出测微目镜和狭缝的位臵，由此算出D 及其不确定度。
（注
①光具座上只能读出各基座中心位臵的刻度，而测微目镜的分划板位臵与其基座的中心位臵并不重合，狭缝的位臵与其基座的中心位臵也不一定重合，因此，应对上述刻度值进行修正，才能得到D ）。
（6）把测微目镜移到离狭缝略大于4ƒ的位臵。
（为什么不可太大？）
（7）在测微目镜与双棱镜之间加上透镜L 并前后移动，当两虚光源在测微目镜的分划板上清晰成像时，分别测出缩小像和放大像d1、d2。
由于清晰成像的位臵不易确定，故d1和d2都要移动透镜，反复测量5次以上求平均，以A 类不确定度代替B1类不确定度。
）
（8）求出钠灯黄光的波长及其不确定度。
请自行导出u(x)、u(D)、u(d1)和u(d2)传递至u(λ)的公式）。
（9）用激光光源替代钠光，用上述相似的方法测量，激光的波长。
三、选做部分：观察其他光源的双棱镜干涉条纹
用汞灯或白炽灯代替钠灯，观察并记录其干涉条纹，讨论它们和钠灯干涉条纹的异同及其原因。
思考题
1.为什么狭缝宽度较大时干涉条纹消失？
2.为什么狭缝方向必须与双棱镜的棱边平行才能看到干涉条纹？
3.如果双棱镜反面（即让光从A 处入射）安放，对实验结果有何影响？
4.本实验中认为虚光源和真正的光源（狭缝）与观察屏的距离是相同的，这是一种近似。
请证明，虚光源与观察屏的距离应为21
212D d d d d D -
+=
，其中
D 2是两次成像时
透镜移动的距离。
但本实验中，为什么不用此法求D ？（提示：从不确定度的大小考虑） 5.若要求光波波长测量误差在1%左右，请考虑测量x 、d 、D 时各量允许误差的分配方案。
参考资料
1.沈元华、陆申龙，基础物理实验。
北京：高等教育出版社.2003:240-245
2.贾王润、王公治、凌佩玲，大学物理实验。
上海：复旦大学出版社.1987：307－310 实验数据例
钠光灯作光源，双棱镜干涉实验测钠光波长。
干涉条纹宽度x 的测量结果见表1。
表1
20x ＝3.5146ｍｍ；x ＝0.1757ｍｍ
狭缝的滑座上指示读数与测微目镜上滑座上指示读数差值L1＝48.20cm ，实际上测微目镜内测量准线位臵与测微目镜滑座上刻线差值为-3.50cm （修正量），所以D ＝48.20cm ＋3.50cm ＝51.70cm 。
（缝镀膜层正好与滑块刻线对齐，修正量为零）用二次成像法测量虚光源的像的结果见表2。
表2
ｄ＝mm d d 727.1280.1330.221=⨯=
⋅
将上述结果代入公式nm D d
9.58670.5110
727.11757.04
=⨯⨯=
⋅=
χλ钠光波长公认值
,3.589nm ＝钠λ两者百分差＝｜
3
.5893
.5899.586-｜＝0.4%
测量时还应注意：
1.二次成像法测虚光源的间距时，小像ｄ不宜太小，以减小测量误差。
2.测量缝与测微目镜分划板间距D时，有二修正量须测量。
（1）测微目镜分划板与滑块座刻线间距ΔD
1
；
（2）缝镀膜层与滑块间距ΔD
2。
计算D＝D'－ΔD
1＋ΔD
2。