用雙棱鏡干涉測(cè)光波(20149)

1、 用雙棱鏡干涉用雙棱鏡干涉測(cè)光波波長(zhǎng)測(cè)光波波長(zhǎng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用雙棱鏡獲得雙光束干涉的方法，加掌握用雙棱鏡獲得雙光束干涉的方法，加深對(duì)干涉條件的理解；深對(duì)干涉條件的理解；2學(xué)會(huì)用雙棱鏡測(cè)定鈉光的波長(zhǎng)學(xué)會(huì)用雙棱鏡測(cè)定鈉光的波長(zhǎng)二、實(shí)驗(yàn)儀器和用具二、實(shí)驗(yàn)儀器和用具 光具座、單色光源光具座、單色光源(鈉燈鈉燈)、可調(diào)狹縫、雙棱、可調(diào)狹縫、雙棱鏡、輔助透鏡鏡、輔助透鏡(兩片兩片)、測(cè)微目鏡、白屏、測(cè)微目鏡、白屏實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、儀器實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹x器光的干涉：如果兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位光的干涉：如果兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定的光波沿著幾乎相同的方向傳播，在兩列光差恒定的光波沿著

2、幾乎相同的方向傳播，在兩列光波重疊的區(qū)域，會(huì)出現(xiàn)在某些地方表現(xiàn)為加強(qiáng)，在波重疊的區(qū)域，會(huì)出現(xiàn)在某些地方表現(xiàn)為加強(qiáng)，在另一些地方表現(xiàn)為減弱另一些地方表現(xiàn)為減弱(甚至可能為零甚至可能為零)，這種現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為光的干涉稱為光的干涉用雙棱鏡干涉測(cè)光波波長(zhǎng)用雙棱鏡干涉測(cè)光波波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理獲取相干光的方法獲取相干光的方法v圖中AB是雙棱鏡，它的外形結(jié)構(gòu)如右圖所示，將一塊平玻璃板的一個(gè)表面加工成兩楔形板，端面與棱脊垂直，楔角 較小(一般小于1)從單色光源發(fā)出的光經(jīng)透鏡L會(huì)聚于狹縫S，使S成為具有較大亮度的線狀光源從狹縫S發(fā)出的光，經(jīng)雙棱鏡折射后，其波前被分割成兩部分，形成兩束光，就好像它們是由虛光

3、源S1和S2發(fā)出的一樣，滿足相干光源條件，因此在兩束光的交疊區(qū)域P1P2內(nèi)產(chǎn)生干涉當(dāng)觀察屏P離雙棱鏡足夠遠(yuǎn)時(shí)，在屏上可觀察到平行于狹縫S的、明暗相間的、等間距干涉條紋 因此，只要測(cè)出因此，只要測(cè)出 、d和和x，就可用式，就可用式(1)計(jì)算出計(jì)算出光波波長(zhǎng)光波波長(zhǎng)(1)dxddddv設(shè)兩虛光源設(shè)兩虛光源S1和和S2之間的距離為之間的距離為 ，虛光源所在，虛光源所在的平面的平面(近似地在光源狹縫近似地在光源狹縫S的平面內(nèi)的平面內(nèi))到觀察屏到觀察屏P的的距離為距離為d，且，且 4 ，然后維持恒定沿光具座前后移動(dòng)透鏡然后維持恒定沿光具座前后移動(dòng)透鏡 ，就可以，就可以在在 的兩個(gè)不同位置上從測(cè)微目鏡中看

4、到兩虛光源的兩個(gè)不同位置上從測(cè)微目鏡中看到兩虛光源S1和和S2經(jīng)透鏡所成的實(shí)像經(jīng)透鏡所成的實(shí)像 和和 ，其中一組為放大的，其中一組為放大的實(shí)像，另一組為縮小的實(shí)像實(shí)像，另一組為縮小的實(shí)像 f Lf LL1S2Sv分別測(cè)得兩放大像的間距d1和兩縮小像的間距d2，則按下式即可求得兩虛光源的間距 多測(cè)幾次 ，取平均值：v (2) 12dd d d d v(4)用所測(cè)得的 、 、 值，代入式 ，求出光源的波長(zhǎng) v(5)計(jì)算波長(zhǎng)測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度xdddxd4注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)(1)使用測(cè)微目鏡時(shí)，首先要確定測(cè)微目鏡讀數(shù)裝置的使用測(cè)微目鏡時(shí)，首先要確定測(cè)微目鏡讀數(shù)裝置的分格精度，要注意防止回程差，旋轉(zhuǎn)讀

5、數(shù)鼓輪時(shí)動(dòng)分格精度，要注意防止回程差，旋轉(zhuǎn)讀數(shù)鼓輪時(shí)動(dòng)作要平穩(wěn)、緩慢，測(cè)量裝置要保持穩(wěn)定作要平穩(wěn)、緩慢，測(cè)量裝置要保持穩(wěn)定 (2)在測(cè)量在測(cè)量d值時(shí)，因?yàn)楠M縫平面和測(cè)微目鏡的分劃板值時(shí)，因?yàn)楠M縫平面和測(cè)微目鏡的分劃板平面均不和光具座滑塊的讀數(shù)準(zhǔn)線平面均不和光具座滑塊的讀數(shù)準(zhǔn)線(支架中心支架中心)共面，共面，必須引入相應(yīng)的修正必須引入相應(yīng)的修正(例如，例如，GP一一78型光具座，狹型光具座，狹縫平面位置的修正量為縫平面位置的修正量為42.5 mm，MCU一一15型測(cè)微型測(cè)微目鏡分劃板平面的修正量為目鏡分劃板平面的修正量為27.0 mm)， 否則將引起否則將引起較大的系統(tǒng)誤差較大的系統(tǒng)誤差 (3)測(cè)量測(cè)量d1、d2時(shí)，由于透鏡像差的影響，將引入較大時(shí)，由于透鏡像差的影響，將引入較大誤差，可在透鏡，上加一直徑約誤差，可在透鏡，上加一直徑約1 cm的圓孔光闌的圓孔光闌(用黑紙用黑紙)以增加以增加d1、d2測(cè)量的精確度測(cè)量的精確度(可對(duì)比一下可對(duì)比一下加或不加光闌的測(cè)量結(jié)果加或不加光闌的測(cè)量結(jié)果)思考題思考題: 1雙棱鏡和光源之間為什么要放一狹縫雙棱鏡和光源之