激光双棱镜干涉实验研究性报告(最终版)

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1、激光双棱镜干涉实验研究性报告第一作者第二作者第三作者所在院系：电子信息工程学院2012年12月24日目录［礙］3一、实验重点4二、实验原理4三、实验方案51)光源的选择52)测量方法56叫、实验仪器6五、实验内容6(1)各光学元件的共轴调解6(2)波长的测fi7六、实验数据处理7(1)原始数据表格7(2)数据处理7七、误差分析10八、实验反思10九、讨论(改进，易错点、实验技巧)10十、总结与收获11原始数据照片12鉤文献:13【摘要】本文以激光双棱镜干涉实验为主要内容，介绍它的实验原理、实验内容、实验步骤，记录并处理实验数

2、据，进行了对误差的分析处理，同时给出了该实验的一些经验心得及注意要点,并对现有实验仪器进行了改进的意见。关键词：双棱镜误差仪器改进AbstractInthispaper，thedoubleprismlaserinterferometryexperimentsasthemaincontent，introducesitsexperimentaltheory，experimentcontent，experimentalprocedures，recordingandprocessingofexperimentaldatawerean

3、alyzedforerrorhandling，andgivessomeideasandexperiencesandpointstonotethattheexperiment，andtheexistingexperimentalapparatushasbeenimprovedviews.Keywords:biprismerrorInstrumentimprovements1).熟练掌握采用不同光源进行光路等高共轴调节的方法和技术:2)用实验研究菲涅耳双棱镜干涉并测定单色光波长；3)学习用激光和其他光源进行实验时不同的调节方法。

4、二、实验原理菲涅耳双棱镜可以看成是有两块底面相接、棱角很小的直角棱镜合成。若置单色光源S于双棱镜的正前方，则从S射来的光朿通过双棱镜的折射后，变力两朿相重叠的光，这两束光仿佛是从光源S.的两个虚像Si和52射出的一样。由于SjUS2是两个相干光源，所以若在两束光相重叠的区域内放置一个屏，即可观察到明暗相间的干涉条纹。双棱镜光栏观察邡干涉条纹P如图所示，设虚光源sjns2的距离是d,d是虚光源到屏的距离。令p为屏上任意一点，n和r2分别为从s1和s2到p点的距离，则从s,和s2发出的光线到达m点得光程差是:△L=r2-ri令％

5、和脚分别力SdOS2在屏上的投影，0为N,N2的屮点，并设OP=x,则从ASiNf及△S2N2P得:r,2=D2+(x-y)2两式相减，得:ri2-ri2=2dx另外乂有r22-r12=(r2-ri)(r2+rj)=AL(r2+rj)o通常D较d大的很多，所以r2+n近似等于2D，因此光程差为：如果A为光源发出的光波的波长，干涉极大和干涉极小处的光程差是:,kA(k=0，±l,±2,…)明纹2^+1A入21rti上式可知,(k=0,土1,±2,…)暗纹两干涉条纹之间的距离是:Ax=—入d所以用实验方法测得Ax,D和a后，即可

6、算出该单色光源的波长、dA入=—AxD三、实验方案1)光源的选择当双棱镜与屏的位置确定之后，干涉条纹的间距Ax与光源的波长A成正比。为了获得清晰的干涉条纹，本实验采用单色光源，如激光、钠光等。2)测量方法条纹间距Ax可直接用侧位目镜测出。虚光源间距d用二次成像的方法测得：当保持物、屏位置不变且间距D大于4f时，移动透镜可在其间的两个位罝成消晰的实像，一个是放大像，一个是缩小像。设b为虚光源缩小像间距，b’力放大像间距，则两虛光源的实际距她和抽，其屮b和b’由测微0镜渎出，同时根据两次成像的规律，若分別测出呈缩小像和放大像时的

7、物距S、S’，贝U物到像屏之间的距离D=S+S’。根据波长的计算公式，得波长和各测量值之间的关系是：x4bb'入=3)光路组成SKB错误!未找到引用源。错误!具体的光路如图所示，S为半导体激光器，K为扩朿镜，B为双棱镜，P为偏振片，E为测微目镜。L为测虚光源间距a所用的凸透镜，透镜位于置将使虚光源SJ2在目镜处成方大像，透镜位〒L2处将使虚光源在目镜出成缩小像。所有光学元件都放在光具座上，光具座上附有米尺刻度读出各元件的位置。四、实验仪器光具座，双棱镜，测微目镜，凸透镜，扩束镜，偏振片，白屏，可调狭缝，半导体激光器。五、实

8、验内容（1）各光学元件的共轴调解1）调节激光束平行于光具座沿导轨移动白屏，观察屏上激光光点的位賈是否改变，相应调解激光方向，直至在整根导轨上移动白屏时光点的位置不再变化，至此激光光束与导轨平行。2）调双棱镜与光源共轴将双棱镜插于横向可调支座上进行调节，使激光点打在棱脊正中位置，此时双棱镜后