波长的各种测发

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1、各种单色光波长的测量方法讲述人：宋俊主要的几种方法:1.双缝干涉测波长2.光栅测波长3.双棱镜测波长4.麦克尔逊干涉仪测波长5牛顿环测波长1.双缝干涉测波长实验图：S1S2P1Plr1r2dxθ档板屏因为l＞＞d,l＞＞xr2-r1=dsinθx=ltanθ≈lsinθ当两列波的路程差为波长的整数倍，即dx/l=±kλ,（k=0,1,2…)时才会出现亮纹，亮条纹位置为：x=±kλ干涉条纹间距与光的波长的关系实验原理：其中:λ---波长，d---两个狭缝之间的距离，l---挡板与屏间的距离．相邻两个明(或暗)条纹之间的距离:测定单色

2、光的波长：已知双缝间的距离d，用米尺测出双缝到屏的距离L，用测量头测出相邻两条亮(暗)纹间的距离△x，由算单色光的波长。为了减小误差，可测出n条亮纹(暗)纹间的距离a，则可以求出相邻两条亮（暗）纹间的距离△x=a／（n-1）。如转动测量头上的手轮，把分划板上的刻线对准视场左边的某一亮条纹（记下读数x1），把分划板向右移动，使之对齐第6条亮条纹（记下读数x2），则2.菲涅耳双棱镜测波长如图所示，将一块平玻璃板的上表面加工成两楔形，两端与棱脊垂直，楔角较小（一般小于1度）。当单色光源照射在双棱镜表面时，经其折射后形成两束好像由两个光源

3、发出的光，即两列光波的频率相同，传播方向几乎相同，相位差不随时间变化，那么，在两列光波相交的区域内，光强的分布是不均匀的，满足光的相干条件，称这种棱镜为双棱镜。图4—6—1实验原理：菲涅儿利用图4—6—2所示的装置，获得了双光束的干涉现象。图中双棱镜AB是一个分割波前的分束器。从单色光源M发出的光波，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。当狭缝S发出的光波投射到双棱镜AB上时，经折射后，其波前便被分割成两部分，形成沿不同方向传播的两束相干柱波。通过双棱镜观察这两束光，就好像它们是由S1和S2发出的一样，故在其相互交

4、叠区域P1P2内产生干涉。如果狭缝的宽度较小，双棱镜的棱脊与光源平行，就能在白屏P上观察到平行与狭缝的等间距干涉条纹。图4—6—2设的d'代表两虚光源S1和S2间的距离，d为虚光源所在的平面（近视地在光源狭缝的平面内）至观察屏的距离，且d'<

5、逊干涉仪M1与M2之间形成的是一个空气薄膜。设薄膜上下表面平行，则入射倾角α相等的光线经平行膜反射，其相干光形成同一级干涉圆条纹。光程差△=2dcosα。移动M1的距离，在圆心处冒出或缩入N个条纹。则：Nλ=2Δd。根据公式测出N和d的大小，可得λ。波长的测量：4.牛顿环测波长实验原理：根据理论计算可知，在反射光中暗环半径rk与入射光的波长λ和透镜球面的曲率半径R之间的关系是rk=√（kRλ）式中，k为正整数0，1，…，k，称为环的级数。由上式可知，如果用已知波长的单色产生牛顿环，当已知暗环的半径rk，就可算出透镜球面的曲率半径

6、R;若已知R，测出rk，就可算出产生牛顿环的光波波长λ。所测单色光的波长为：λ＝（D²m―D²n）/4(m―n)R5.光栅测波长若以单色平行光垂直照射在光栅面上，则透过各狭缝的光线因衍射将向各个方向传播，经透镜会聚后相互干涉，并在透镜焦平面上形成一系列被相当宽的暗区隔开的间距不同的明条纹。按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定：或：(k=0.1.2….)（1.3—1）图1.3—1光栅衍射光谱示意图式中d=（a+b)称为光栅常数，λ为入射光波长，k为明条纹（光谱线）级数，φk为K级明条纹的衍射角。（参看图1.3—1）。

7、如果入射光不是单色光，则由式（1.3—1）可以看出，光的波长不同其衍射角φk也各不相同，于是复色光将被分解。而在中央k=0，φk=0处，各色光仍重叠在一起，组成中央明条纹，在中央明条纹两侧对称分布着k=1、2……级光谱，各级光谱线都按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线，这样就把复色光分解为单色光（如图1.3—1）如果已知光栅常数d，用分光计测出k级光谱中某一明条纹的衍射角φk，按即可算出该明条纹所应的单色光的波长λ。1、调整分光计测量过程：2、观察光栅衍射现象将光栅正确放置在载物平台上，要求光栅平面平行光管的轴，转动望远镜，观察

8、衍射光谱的分布情况。调节对应的载物台螺钉，使谱线分布基本一样高。3、测量单色光的波长在望远镜中，找到衍射光谱中单色光对应的衍射光方位，然后计算对应的衍射角φk，最后由公式（1.3—1）计算波长。(a)入射平行光不垂直光栅平面而引入的误差。当入射光与