用双棱镜测定光波波长.ppt

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1、实验4-7用双棱镜测定光波波长制作：林伟华一.实验基本原理二.如何测量D、d、Δx三.元件共轴调节四.实验常见问题及处理一.实验基本原理用分波阵面的方法，可以获得相干光源，双棱镜颇具有代表性。虽然在激光出现之后，设法获得相干光源的工作已不如早期那样的重要，但双棱镜干涉在实验构思及装置调整等问题上仍然具有重要意义。双棱镜可看作是有两个折射棱角a很小（小于1°）的直角棱镜底边相接而成。借助于双棱镜可使从光源S发出的光的波阵面沿两个不同方向传播。相当于虚光源S1及S2发出的两束相干光。在两束光交迭空间的任何位置上将

2、有干涉发生，在该区域内可以接受并观察到干涉条纹。若S1和S2发之间的距离为d，S至观察屏的距离为D（当用测微目镜代替屏进行观察时，则为S至目镜的可动分划板间的距离），Po为屏上与S1及S2等距离的点，在该点处两束光波的光程差也为零，因而两波相互加强而成零级的亮条纹。在Po点的两边还排列着明暗相间的干涉条纹。设S1和S2到屏上距Po点的距离为Xk的Pk点的光程差为δ，当D>>d、D>>X时，有根据相干条件，当光程差δ满足：时，即在如果测得D，d及便可由式求出λ值。产生暗条纹。这样，两相邻亮条纹的距离为处产生亮条

3、纹；而即二.如何测量测量D、d、Δx用两次成像法测量D、d，如左图示意测量Δx注意:用测微目镜测量时，要克服螺距差三.元件共轴调节为了获得清晰的干涉条纹，保证有关物理量的测量精度，实验装置应调节到下述状态：（1）光具座上各元件等高共轴。（2）双棱镜的棱脊严格平行于狭缝，且狭缝宽度适当，以获得清晰的干涉条纹。具体调节方法如下：1.将白光源，狭缝s，双棱镜按图依次放置在光具座上。用目视粗调各元件中心等高，且使中心线平行于光具座，双棱镜的底面与中心线垂直。2.点亮光源，使其均匀照亮狭缝。调节双棱镜或狭缝，使由狭缝射

4、出的光束能对称的照射在双棱镜棱脊的两侧。3.在双棱镜的后面（并靠近双棱镜）放一白屏，从屏上光斑中可找到一条亮光带（此光带就是两相干光束的交叠区）。以测微目镜代替白屏，调节目镜的上下和左右位置，使其光带进入目镜视场。4.调出白光干涉条纹。通过测微目镜观察，调节狭缝的宽度，并微调狭缝的方位使其与双棱镜的棱脊平行直到出现清晰的彩色干涉条纹。5.转动目镜读数鼓轮，使叉丝交点对准零级条纹（白色亮条纹），设此时目镜在光具座上的位置为I。6.沿光具座后移目镜（保证干涉条纹零级不移出目镜视场），使之处与另一位置II，调节双棱

5、镜的左右位置,使零级条纹仍对准目镜叉丝交点；再使目镜移到位置I，转动目镜读数鼓轮，使叉丝交点再次对准零级条纹……如此反复调节，直到测微目镜沿光具座前后移动时，零级条纹始终与叉丝交点对准。此时狭缝、双棱镜共轴。7.再在光源与狭缝之间插入干涉滤波片，在双棱镜与测微目镜之间放置透镜L，调节L与系统共轴。（调节方法参考测量透镜焦距实验）至此，整个实验装置已调好，可开始测量。四.实验仪器干涉滤波片可调狭缝双棱镜凸透镜测微目镜五.实验常见问题及处理1.测量仪器没有调节好就开始测量数据。实验中通过测微目镜来测量数据，首先要

6、调节测微目镜的可旋转目镜部分，将分划板上的叉丝调节到自己认为最清晰，方可开始后面的测量。2.用测微目镜测量数据，在具体的操作中转动读数鼓轮时同样要克服螺距差。3.在实验中往往出现干涉条纹不够清晰，而有些操作者就开始测量。引起条纹不够清晰的原因很多：1.)狭缝过宽，引起双缝干涉的条纹对比度降低2.）狭缝没有与双棱镜的棱脊平行，等等。4.测量D、d了后，开始测量Δx，有的操作者往往会前后移动测微目镜以求观察的最清晰的干涉条纹，这样的操作是错误的，千万不能前后移动测微目镜，一旦移动则重测D、d。因此，在做实验的时候

7、不要急于测量D、d，在还没有插入凸透镜之前，首先在距离狭缝大于4f的地方用测微目镜观察干涉条纹是否清晰，通过调节，条纹清晰以后再插入凸透镜，测量D、d，再测量Δx。