用双棱镜干涉测光波(2014.9)详解.pptVIP

用双棱镜干涉测光波波长;一、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． 二、实验仪器和用具 光具座、单色光源(钠灯)、可调狭缝、双棱镜、辅助透镜(两片)、测微目镜、白屏．;光的干涉：如果两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的光波沿着几乎相同的方向传播，在两列光波重叠的区域，会出现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．;图中AB是双棱镜，它的外形结构如右图所示，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 较小(一般小于1°)．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P1P2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． ; 因此，只要测出 、d和△x，就可用式(1)计算出光波波长．;四、实验内容 1．调节共轴 (1)按图所示次序，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．调节干涉条纹 (1)减小狭缝S的宽度，绕系统的光轴缓慢地向左或右旋转双棱镜AB，当双棱镜的棱脊与狭缝的取向严格平行时，从测微目镜中可观察到清晰的干涉条纹．;3．测量与计算 (1)用测微目镜测量干涉条纹的间距△x．为了提高测量精度，可测出n条(10—20条)干涉条纹的间距x，除以n，即得△x．测量时，先使目镜叉丝对准某亮纹(或暗纹)的中心，然后旋转测微螺旋，使叉丝移过n个条纹，读出两次读数，重复测量几次，求出 ．;(3)用透镜两次成像法测两虚光源的间距 ．参见下图， ;保持狭缝S与双棱镜AB的位置不变，即与测量干涉条纹间距△x时的相同(问：为什么不许动?)，在双棱镜与测微目镜之间放置一已知焦距为 的会聚透镜 ，移动测微目镜使它到狭缝S的距离d4 ，然后维持恒定．沿光具座前后移动透镜 ，就可以在 的两个不同位置上从测微目镜中看到两虚光源S1和S2经透镜所成的实像 和 ，其中一组为放大的实像，另一组为缩小的实像． ;(4)用所测得的 、 、 值，代入式 ，求出光源的波长 ． (5)计算波长测量值的标准不确定度;4．注意事项 (1)使用测微目镜时，首先要确定测微目镜读数装置的分格精度，要注意防止回程差，旋转读数鼓轮时动作要平稳、缓慢，测量装置要保持稳定． ;思考题: 1·双棱镜和光源之间为什么要放一狭缝?为何缝要很窄且严格平行于双棱镜脊才可以得到清晰的干涉条纹? 2．试证明公式;再见