实验六 双棱镜干涉测波长
双棱镜测定光波波长误差
双棱镜测定光波波长误差
双棱镜测定光波波长误差是一种常见的测量光波波长的方法。
其原理是利用两个平行的玻璃棱镜将光线分离，然后通过调整入射角度和棱镜间距来观察干涉条纹的变化，从而计算出光波波长。
误差来源主要有两个方面：
1. 玻璃棱镜的误差：玻璃棱镜的折射率和厚度都会对测量结果产生影响，因此需要在测量前对棱镜进行校准和精确测量。
2. 实验环境的误差：例如温度、气压等环境因素会对光线传播产生影响，因此需要在实验中控制好环境因素，以保证测量结果的准确性。
总的来说，双棱镜测定光波波长误差是存在的，需要在实验中注意各种误差因素，以保证测量结果的准确性。
双棱镜测定光波波长为多少
双棱镜测定光波波长为多少
双棱镜测定光波波长的原理是利用光的干涉现象。
当光通过双棱镜时，会发生干涉现象，形成明暗交替的干涉条纹。
根据干涉条纹的间距和双棱镜的几何参数，可以计算出光波的波长。
具体计算公式如下：
λ= (m * d) / (2 * n * sin(θ))
其中，λ表示光波的波长，m表示干涉条纹的次数（即明暗交替的条纹数），d 表示双棱镜的厚度，n表示双棱镜的折射率，θ表示光线入射到双棱镜上的角度。
通过测量干涉条纹的间距和双棱镜的几何参数，可以使用上述公式计算出光波的波长。
双棱镜干涉测波长的的讨论(精)
双棱镜干涉测波长的的讨论（宋飞物理学院2007级基地班20071001096）摘要：用双棱镜干涉测量光波波长波动光学中非常重要的一个实验，该实验的关键环节是测量两虚相干光源间的距离，大多数实验教科书中大都采用一次成像法和二次成像法测量两虚相干光源的间距，这两种方法在实验中操作难度大，测量结果精度不高。
棱镜位移法从一定程度上修正了二次成像法产生误差的根源，减少了系统误差。
同时对二次成像法中的关键公式进行了推导，解除了同学在试验中疑惑。
关键词：双棱镜干涉波长棱镜位移法引言在光学的发展中，波动光学一直占有相当重要的地位，特别是在托马斯·杨的双缝干涉，成功的验证了光的波动学说，并成为波动光学的的经典。
随后许多科学家运用相同原理进行干涉试验，以杨氏干涉为代表的干涉我们称之为分波面干涉。
通过理论推导，我们可以利用此原理进行光波长的测量。
菲涅耳双棱镜测波长的原理在测量光的波长时，我们并没有选取经典的杨氏双缝干涉，因为杨氏双缝干涉的致命弱点是是两个缝大大的削弱了光经过双缝后的光强，使得干涉条纹亮度小，清晰度差，有效测量条纹少等。
为解决上述问题，，在实际试验测量中我们选用菲涅耳双棱镜进行试验。
实验原理如图一所示。
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。
图一 双棱镜干涉条纹计算图如何测量D 、ΔX 和d ？测量D 的方法是测出聚光透镜到干涉屏的距离，即像距s '，通过高斯公式计算出物距u ，则D s u '=+。
双棱镜法测光波波长的方法探究
双棱镜干涉法测光波波长的方法探究13级物理师范 黄传帅引言：前不久，在张老师的指导下我做了双棱镜干涉实验，测得了光的波长。
回去自己思考后并查阅相关文献，获知双棱镜干涉法测光波波长的方法不仅仅局限于一种，而且每种方法都有它的优缺点。
因此通过探究双棱镜法测光波波长的方法，并分析它们的原理及其不足之处，可以提高物理系的本科生的科研能力和科学素养及其分析问题的能力，也可以丰富该实验在教学中的应用，增强学生对光的干涉的理解。
双棱镜干涉测光波波长实验是光学实验中一个基本的又是带有典型的实验,它可作为综合性或设计性实验,整个实验过程动手能力是一个很好锻炼和提高;通过数据处理和误差分析能对培养科学素质和科研能力以及分析问题和解决问题的能力起到很好的促进作用。
【一】 二次成像法（1） 实验原理如果两种频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且它们的相位比随时间的变化而变化，那么在两列光波相交的区域，光波分布是不均匀的，而且是在某些区域表现为加强，在某些地方表现为减弱（甚至可能为零），这种表现称为光的干涉。
在菲涅尔1818年设计的双棱镜干涉实验中，杨氏干涉实验中的双狭缝被一个双棱镜取代。
光源S 发出的光经双棱镜折射而形成两束光，可视为分别从虚光源S1、S2发出。
在两光束相交的区域放置观察屏，在P1、P2区间就可以观察到干涉条纹。
虚光源等效于双狭缝 形成了光波的分波面干涉。
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，且干涉条纹宽度为.则实验所用光波波长 可由下式表示：x d d ∆='λ 上式表明，只要测出d ',d 和 ，就可算出光波波长。
这是一种光波波长的绝对测量方法，通过使用简单的米尺和测微目镜，进行毫米量级的长度测量，便可推算出微米量级的光波波长。
(2)实验步骤1、调节共轴（1）将单色光源M （氦氖激光器）、会聚透镜L 、狭缝S 、双棱镜AB 与测微目镜P ，按下图图所示次序放置在光具座上，用目视粗略的调整它们中心等高、共轴，并使双棱镜的底面与系统的光轴垂直，棱脊和狭缝的取向大体平行。
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为d xd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：经双棱镜折化，那么在两列二少在某些地方表现光波相交的区 域，光强分布是 不均匀的，而是射后的光束，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⑴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)。
双棱镜测量波长误差分析
双棱镜测量波长误差分析
双棱镜测量波长误差分析是一种用于测量光波长的方法。
它基于光的干涉和衍射现象，利用双棱镜的干涉条纹来确定波长的准确值。
在这种测量中，波长误差是指实际测量得到的波长与实际波长之间的差异。
双棱镜测量波长误差的分析可以涉及以下几个方面：
1. 干涉条纹分析：通过观察干涉条纹的形状、密度和位置来确定波长误差。
干涉条纹的位置和密度与波长有关，通过与已知波长的光源进行比较，可以计算出实际波长与标准波长之间的差异。
2. 误差源分析：对于双棱镜测量波长的方法，存在一些可能引起误差的因素。
例如，双棱镜的折射率、棱镜的制作和对准误差、环境条件等都可能对测量结果产生影响。
通过分析这些误差源，可以定量评估它们对测量结果的影响，并提出相应的校正方法。
3. 数据处理与统计分析：进行双棱镜测量时，通常会进行多次测量以提高精度。
在数据处理过程中，可以使用统计方法对多次测量结果进行分析，计算平均值、标准偏差等统计指标，以评估测量的准确性和可靠性。
总之，双棱镜测量波长误差的分析涉及对干涉条纹的观察与分析、误差源的评估与校正、以及数据处理与统计分析等方面。
通过综合分析这些因素，可以得出准
确的波长测量结果，并评估其误差范围。
双棱镜干涉测光波波长
大学物理实验课教案虞学红（）一、教学课题双棱镜干涉（教材光学实验部分，第131页—134页）二、实验目的1. 观察描述双棱镜干涉现象。
2. 理解产生干涉的条件。
3. 掌握用双棱镜干涉测定光波波长的方法。
三、重点和难点重点：测微目镜的使用。
难点：相干光源的获得；虚光源间距的测量。
四、实验仪器1：钠光灯；2：可调狭缝；3：双棱镜；4：测微目镜；5：凸透镜；6：像屏；7：光具座及附件五、实验原理1、相干光源的获得（难点）图1：虚光源示意图如图所示，双棱镜AB是由两个折射角很小的直角棱镜组成的。
借助棱镜界面的两次折射，可将光源（单缝）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，于是它们在相重叠的空间区域内产生干涉。
在接收装置——测微目镜上将看到明暗交替的干涉条纹。
2、波长计算公式的推导图2：双棱镜干涉条纹计算图设S1、S2的间距为d(右图)，由S1和S2到观察屏的距离为D。
若观察屏中央O点与S1和S2距离相等，则有S1和S2射来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P是观察屏上任意一点，它离中央O 点的距离为X 。
在D 较d 大很多时，则有D x d ≈δ。
当λδk D xd == （⋅⋅⋅±±=2,1,0k ）或λk dD x = (⋅⋅⋅±±=2,1,0k )，则两束光在P 点相互加强，形成明条纹。
当()212λδ-==k D xd （⋅⋅⋅±±=2,1,0k ）或()212λ-=k d D x （⋅⋅⋅±±=2,1,0k ），则两束光在P 点相互削弱，形成暗条纹。
相邻两明（或暗）条纹的距离为λD D x x x k k =-=∆=1。
测出D 、d 和相邻两条纹的间距△X 后，由上式即可求得光波的波长。
x Dd ∆=λ 3、薄凸透镜两次成像法（共轭法）测虚光源间距（难点）用透镜两次成像法测两虚光源的间距d 。
用双棱镜测光波波长
用双棱镜测光波波长一、实验目的：1、熟练掌握光路的等高共轴技术；2、观察和描述双棱镜干涉现象及特点，体会如何保证实验条件；3、用双棱镜测光波波长。
二、实验仪器钠光灯、光具座、可调单缝狭缝、菲涅耳双棱镜，测微目镜、凸透镜。
三、实验原理频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且它们的相位差不随时间而变化，这两列波在空中相交的区域，光强不均，某些地方加强，另一些地方减弱，这种现象称为光的干涉。
要获得稳定的干涉条纹，必须有满足相干条件的两个相干光源。
利用菲涅尔双棱镜产生相干光束是获得相干光源的一种方法。
从光源发出的光，经双棱镜折射后分两束，这两束光好像分别从两个光源1S 、2S 发出的一样。
满足相干条件，则在两束光相遇的空间形成稳定的干涉场在光路中垂直放一光屏，在屏上即可形成明暗相间的干涉条纹。
由图二可知，由1s 、2s 发出的光线到达P 点的光程差为：21L r r ∆=-22212222()2()2a r D x a r D x =--=+- 图一 菲涅尔双棱镜干涉 图二 双棱镜干涉光程差计算图又,0a x 则2221122ax ax L r r r r D∆=-==+ 若λ为光源发出的单色光波长，干涉最大和最小的光程差分别为：0121()2k ax L k D k λλ⎧⎪∆===±±⎨+⎪⎩ 明条纹，，，暗条纹 两相邻干涉明或暗条纹的间距为：D a x x a Dλλ∆=⇒=∆ x ∆：两相邻条纹之间的间距；D ：虚光源到观察屏间的距离；a ：两虚光源之间的距离。
实验中用凸透镜成像法测a 的值：实验时，使干涉条纹落在测微目镜分划板上，测条纹间距x ∆和对应的D ，用凸透镜成像法测a ，代入②式，即可求出λ的值。
四、实验内容及要求：1、调节光学元件等高共轴。
调节光源狭缝，双棱镜，测微目镜等高共轴，并使狭缝方向与双棱镜的棱脊沿竖直方向平行。
2、调节出清晰的干涉条纹开启光源，调节光源的放置位置，并调节光路，使从光源发出的光经过狭缝对称的照到双棱镜棱脊的两侧。
用双棱镜干涉测半导体激光波长实验讲义
用双棱镜干涉测半导体激光波长实验目的：1、观察双棱镜产生的干涉现象，进一步理解产生干涉的条件。
2、熟悉干涉装置的光路调节技术，进一步掌握在光具座上多元件的等高共轴调节方法。
3、学会用双棱镜测定光波波长。
实验仪器：光学实验导轨、二维+LD、双棱镜、激光功率指示计、十二档光电探头+大一维位移架、凸透镜、白屏等。
实验原理：双棱镜是由两个折射角很小（小于1度）的直角棱镜组成，且两个棱镜的底边连在一起（实际上是在一快玻璃上，将其上表面加工成两块楔形板而成），用它可实现分波前干涉。
通过对其产生的干涉条纹间距等长度量（毫米量级）的测量，可推算出光波波长。
如图1所示，双棱镜AB的棱脊（即两直角棱镜底边的交线）与S的长度方向平行，H为观察屏，且三者都与光具座垂直放置。
由半导体激光器发出的光，经透镜L1会聚与S点，由S出射的光束投射到双棱镜上，经过折射后形成两束光，好象是从两虚光源S1和S2发出的。
由于这两束光满足相干条件，故在两束光相互重叠的区域（图中画斜线的区域）内产生干涉，可在观察屏H上看到明暗交替的、等间距的直线条纹。
中心O处因两束光的程差为零而形成中央亮纹，其余的各级条纹则分别排列在零级的两侧。
设两虚光源S1和S2间的距离为d，虚光源平面中心到屏的中心之间的距离为D；又设H屏上第k（k为整数）级亮纹与中心O相距为X k，因X k<D，d<<D,故X k由下式决定X k=(D/d)kλ而暗条纹的位置X k/则由下式决定X k/=(D/d)(k+1/2)λ任何两相邻的亮纹(或暗纹)之间的距离为δx=X k+1-X k=Dλ/d故λ=dδx /D 公式1 上式表明,只要测出d、D和δx ，即可算出光波波长λ。
本实验在光具座上进行。
δx的大小由十二档光电探头+大一维位移架测得；d、D的值可用凸透镜一成像法及三角形相似公式求得。
如图2所示，在双棱镜和白屏之间插入一焦距为f2的凸透镜L2，当D>4f2时,移动L2使虚光源S1和S2成放成放大的实像S1/、S2/，间距为d/，用十二档光电探头+大一维位移架测出d/；根据1/f=1/P+1/P/,可以得出物距P=f P//( P/-f),其中f=100mm，P/可在实验导轨上读出，则可以求出物距P，用下式就可算出d、D值：d/ d/=P/ P/即d= （P/ P/）*d/ 公式2D=P+ P/公式3实验内容及步骤：一、双棱镜干涉装置的共轴调节与干涉现象的观察步骤如下：1、依次将二维+LD、透镜、双棱镜、十二档光电探头+大一维位移架（与激光功率指示计连接好）放置在实验导轨上。
用双棱镜测光波波长实验报告
用双棱镜测光波波长实验报告广东第二师范学院学生实验报告内容包含：实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验结果与分析、实验心得一、实验目的1、进一步掌握同轴等高光路的调节方法。
1.观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步认清光的波动特性。
2.通过观察双棱镜产生的双光束干涉现象，理解产生干涉的条件。
二、实验使用仪器与材料双棱镜、可调狭缝、凸透镜、观察屏、光具座、测微目镜。
三、实验步骤1、调节等高共轴实验在光具座上进行。
为使钠光灯S、狭缝M、双棱镜B、凸透镜L、测微目镜 P 五器件等高共轴，要在光具座上对它们逐一进行调整。
1)调狭缝使之与光源贴近、对正（不要动钠光灯）让钠光均匀照亮整个狭缝，两者中心等高，狭缝垂直于导轨。
2)调凸透镜。
让透镜的主光轴与狭缝中心共轴，透镜主光轴平行于光具座的棱脊。
具体步骤为：在狭缝后放上透镜，透镜后放上一观察屏。
目测粗调透镜与狭缝等高，观测屏与狭缝之间的距离大于f4，透镜在狭缝与观测屏之间沿光轴移动，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。
3)调双棱镜。
在狭缝与透镜之间放入双棱镜，止目测粗调二者等高。
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（有的双棱镜固定不可调，则旋转狭缝）；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，使两亮线等宽等亮。
4)调测微目镜。
拿走观测屏，以测微目镜占领其位置。
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。
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。
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实验六用双棱镜测定光波长光的干涉是普遍的光学现象之一，是光的波动性的重要实验依据．两列频率相同、振动方向相同和位相差恒定的光在空间相交区域光强将会发生相互加强或减弱现象，即光的干涉现象．光的波长虽然很短(4×10-7～8×10-7m之间)，但干涉条纹的间距和条纹数却很容易用光学仪器测得．根据干涉条纹数目和间距的变化与光程差、波长等的关系式，可以推出微小长度变化(光波波长数量级)和微小角度变化等，因此干涉现象在测量技术、平面角检测技术、材料应力及形变研究和照相技术等领域有着广泛地应用．·实验目的1.掌握利用双棱镜获得双束光干涉的方法，观察干涉图样的特点，加深对干涉的理解；2.学习用双棱镜测定钠光的波长；3.进一步熟悉测微目镜的使用与测量方法；4.熟悉干涉装置的光路调节技术，深刻理解多元件等高共轴调节的重要性，掌握有关调节方法．·实验仪器双棱镜、可调狭缝、辅助（凸）透镜、测微目镜、光具座、白屏、钠光灯等．双棱镜是一个分割波前的分束器，形状如图6-1示，其端面与棱脊垂直，楔角很小（一般为37'或40'），从外表看，就像一块平行的玻璃板．折射面折射棱角图6-1 双棱镜示意图·实验原理狭缝光源S发射的光束，经双棱镜折射后变为两束相干光，在它们的重叠区内，将产生干涉，形成明暗相间的干涉条纹，这两束相干光可认为是由实际光源S的两个虚像S1、S2发出的，称S1、S2为虚光源．如图6-2所示．S S1 S2O Ex2a图6-2 双棱镜产生的相干光束示意图干涉条纹以O点为对称点上下展开．用不同的单色光源作实验时，各亮条纹的距离也不同，波长越短的单色光，条纹越密；波长越长的单色光，条纹越疏．如果用白色光作实验，则只有中央亮条纹是白色的，其余条纹在中央白条纹两边，形成由紫到红的彩色条纹．利用干涉条纹可测出单色光的波长．单色光的波长λ由下式决定：xDd∆=λ（6-1）式中d为两虚光源S1、S2间的距离、x∆为干涉条纹间距、D为虚光源到观察屏的距离．由（6-1）式可知，测得相邻条纹间距x∆、狭缝（光源）到测微目镜分化板的距离D及两虚光源之间的距离d，便可求出入射光的波长λ．·实验内容与步骤一、调整光路按图6-3布置光路，由光源发出的光通过狭缝变为缝光源，再经双棱镜折射，就可获得两个相干光源，因而能在测微目镜里看到干涉条纹．图6-3 双棱镜干涉装置图1．光学元件同轴等高的调节点亮光源，先将狭缝稍放大点，光具座上只放光源、狭缝、透镜，观察屏放在测微目镜位置．调狭缝中心与透镜的主光轴共轴，并使主光轴平行于导轨（共轴等高调节方法见薄透镜焦距的测定）．再放入双棱镜，并调节左右高低，使屏上出现两个强度相同、等高并列的虚光源的像．最后用测微目镜代替观察屏，调节测微目镜，使两个虚光源的像位于测微目镜中心．2．调节狭缝与双棱镜的棱脊平行调节狭缝架上的方向旋钮，观察者在双棱镜的另一侧，逆着光路透过双棱镜观察，直到同时看到两个虚光源为止． 二、调出清晰的干涉条纹取下透镜，缩小狭缝，并用目镜观察是否有干涉条纹出现．若没有，调节狭缝架上的方向旋钮，使能清楚地看出干涉条纹为止，再适当调节缝宽，使干涉条纹较清晰．三、测干涉条纹宽度∆x调节狭缝、双棱镜及测微目镜的相对位置，使目镜视野中至少能够看清15条以上的干涉条纹（条纹宽度不能过窄）．将双棱镜和测微目镜锁紧，（在后期的整个测量过程中，都不能移动双棱镜的位置）将目镜叉丝对准所选定的某条暗纹的一侧，从镜里的标尺及旋钮上记下读数x 1，再转动旋钮，使叉丝经10条暗纹的同侧，记下读数x 2，由（6-2）式即可求得x ∆，如图6-4．测3-5组，取平均．10||21x x x -=∆ （6-2）x∆图6-4 干涉条纹的宽度四、测虚光源到观察屏的距离D双棱镜的楔角小于1°，可近似认为虚光源与狭缝在同一平面，测量过程中，我们是用测微目镜进行观察的，因此D 实际上应该为狭缝到测微目镜分划板的距离．由于狭缝所在平面与光具座滑座的中心不重合，并且测微目镜分划板平面也不与光具座滑座的中心重合，因此必须进行修正．如图6-5所示,e s Y Y D s e ∆+∆+-= （6-3）式中s Y 为狭缝滑座中心的位置；e Y 为测微目镜滑座中心的位置；s ∆为狭缝到滑座中心的距离，00.42≈∆s mm ；e ∆为测微目镜分划板到滑座中心的距离，15.37≈∆e mm ．图6-5 狭缝到观察屏的修正距离五、测两虚光源之间的距离d将测微目镜取下，插入光屏，移动光屏使狭缝到光屏的距离大于辅助透镜焦距的4倍，固定光屏．将凸透镜置于双棱镜与光屏之间，移动透镜，在光屏上可有两次呈像，此时可利用二次呈像法测虚光源的距离．测量之前要利用小像追大像法再次调共轴（调节过程见薄透镜焦距测定）．而若光具座较短或透镜焦距过小，此时虚光源经透镜只能呈一次像，此时只能用物距像距法测虚两光源的距离（两虚光源的像，应为两条亮度相同的平行线）．YeYs Ye-YsΔS ΔeD1．二次呈像法两虚光源之间的距离d 需借助透镜将两条虚光源成像在测微目镜叉丝板上进行测量．当虚光源平面与测微目镜的叉丝板相距大于4倍透镜焦距值时，透镜在物、像平面之间有两个共轭成像点，透镜在这两点分别将虚光源放大或缩小成像在测微目镜的叉丝板上，用测微目镜分别测量在这两次成像时像面上的两条亮线的距离（两虚光源像的距离），两虚光源之间的距离为：21d d d =（6-4）式中为1d 为虚光源两放大像之间的距离；2d 为虚光源两缩小像之间的距离．放大像与缩小像各测5组，求其平均值．2．物距像距法在双棱镜与目镜间加上凸透镜，调节透镜高度，并前后移动透镜，在目镜中看到二虚光源S 1、S 2的像S 1'、S 2'．将目镜叉丝先后对准S 1'和S 2'，测出其间之距离为d '（如图6-6所示）．然后根据透镜成像公式（5），即可求得二虚光源的距离d ．'d B A d =（6-5）2a S 1S 22a'S 1'S 2'AB图6-6 测虚光源成像光路图式中A 为物距（狭缝到透镜距离），B 为像距（透镜到测微目镜分划板距离）．A 和B 可从光具座上测出，注意修正狭缝和测微目镜的附加距离．·实验数据测量1.干涉条纹间距测量数据记录表 单组测量条纹间距数n =条纹序号 1 2 3 4 5 条纹位置X i (mm )条纹序号1+n2+n3+n4+n5+nd d '条纹位置X i +n (mm )X i +n - X i (mm ) 条纹间距Δx i (mm )2.狭缝平面与测微目镜叉丝面之间的距离D 测量数据表狭缝座位置 Y s (mm) 目镜座位置 Y e (mm) 狭缝面相对座中心 偏移Δs (mm) 叉丝面相对座中心 偏移Δe (mm) D =|Y e -Y s |+Δs +Δe (mm)3.两次成像法测两虚光源的间距d 数据记录表测量对象 放大像间距d 1测量 缩小像间距d 2测量 第i 次 1 2341234左像位置x li (mm)右像位置x ri (mm)d 1i / d 2i (mm)=1d mm =2d mm==21d d d mm·实验注意事项1.严格进行共轴调节，该实验对共轴性要求非常严格，调节时可用白屏在外观察双缝所产生之光束是否亮波均匀，狭缝宽度必须适当；2.测微目镜读数时，读数鼓轮必须顺一个方向旋转，动作要平稳、缓慢，以免产生回程误差；3.测虚光源到测微目镜之距离时要注意修正；4.注意直接测量量与间接测量量单位的统一．·历史渊源与应用前景自1801年起，托马斯·杨在英国皇家学会连续宣读了数篇基于光的波动说分析干涉现象的论文，他所进行的著名的分波前双孔（缝）干涉实验以后被称为杨氏实验．杨氏实验在物理学史上有着重要的地位，将波动的空间周期性转化成干涉条纹的间距，通过对干涉条纹特性的分析得出了许多具有重要理论及实际意义的结论，从而大大丰富和深化了人们对干涉原理及光场相干性的认识．托马斯·杨让一束狭窄的日光通过不透明屏上的两个靠得很近的小缝后，再投到另一个屏上，此时屏上会出现彩色干涉条纹．历史上第一次用该方法获得了彩色干涉图样．菲涅尔双棱镜干涉实验就是在杨氏实验的基础上改进而来的，增加了相干波面的有效照明面积，从而增强了入射光强，使干涉现象明显，易于测量．该实验曾在历史上为确立光的波动学说起到了重要作用，它提供了一种直观、简捷、准确的测量光波长的方法．·与中学物理的衔接中学物理课标对双缝干涉及相关内容的要求是：1.通过实验认识光的干涉现象以及在生活、生产中的应用；2.用激光笔进行光的干涉实验；3.此实验是高考选考实验之一．·自主学习本实验的构思亮点：菲涅尔双棱镜干涉实验是分波面干涉实验的基本原型，非常巧妙地利用了光的空间相干性从自然光中获得了相干光源，不足之处是两束相干光路基本不能分开，难以实现广泛意义上的光学测量。
尽管如此，它的思辨价值及其学术地位远远大于实用价值。
在此基础上改进后的许多分波面干涉实验装置证实了这一点。
操作难点：获取干涉条纹时等高共轴的调节；寻找虚光源的像的位置时，对光学元件的等高共轴要求较高，需冷静判断，理顺调节思路。
1.干涉条纹的亮度、明暗对比度以及干涉条纹的数目各与哪些因素有关？2.狭缝与双棱镜之间的距离影响哪个被测量？有何影响？3.当光具座长度一定时，给定焦距的凸透镜，各光学元件应该如何布置，才能依次找到虚光源的大小像？试分析原因。
4.用本实验测光波波长，哪个量的测量误差对实验结果的影响最大？应采用哪些措施来减小误差？5.在测虚光源的像间距时，为什么让狭缝到目镜叉丝板的距离略大于4f？而不是远大于4f？6.试分析双棱镜棱脊的方向对实验测量是否有影响，光源照射到双棱镜的正面与光源照射到双棱镜的反面所得干涉条纹有何区别，对测量有何影响？7.分析哪些是已知量，哪些是待测量，控制哪些量？按要求处理实验数据，完成实验报告．。