光速测量实验报告.doc

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1、光速测量实验报告实验目的：1.了解和掌握光调制的基本原理和技术2.学习和使用示波器测量同频正弦方波信号相位差的方法3.测量光在空气中的速度实验仪器：激光器、信号发生器、光接收器、示波器、反射镜等实验原理相位φ=κ*d，其中φ为相位差，κ为波数，d为光程差。实验采用平面镜改变光程差d,实验中可以通过测量平面镜之间的距离来确定光程差d。信号发生器为直流方波输出，则激光器发出激光脉冲。激光接收器收到激光信号后输出基频信号，且输出的信号为一正弦波，前后移动平面反射镜的距离，并测出移动的距离进而测出光程差Δd,由

2、于光程差的改变，则信号反射光的信号的相位发生变化，由示波器上可以确定时间t1和t2，计算出时间差Δt=∣t1-t2∣，所以光速c=Δd/Δt。下面是测量图：激光接收器Δd平面反射镜激光器信号发生器示波器实验内容1.预习实验的内容，了解实验的目的，理解实验的原理，思考应当怎样把实验做好，实验过程中都要做什么，同时，复习一下示波器一些基本的使用和各个按键的功能。为实验做好准备工作。2.实验前，认真读完实验仪器的操作说明，了解实验仪器的基本结构，以及实验仪器各部分在实验中的功能和作用，分析实验中应该怎样正确的

3、使用仪器，进入实验状态。3.在对实验分析的基础上，正确的连接线，把实验仪器连接摆放好4.调试实验仪器，由于如果反射镜离的太远，不利于实验中对实验仪器的调试，因此，在调试仪器阶段应当使反射镜离激光器近。同时，反射镜，激光器，信号接收器应该保持在同一水平面上。由信号发生器发出一矩形方波，作用在激光器上使激光器发出光脉冲，由反射镜反射的信号由接收器转换成正弦波，把正弦波与方波同时输入示波器，由于方波是很稳定的不随反射镜位置的变化，把触发信号选择成方波。5.选择合适的反射镜位置作为基点，然后移动反射镜的位置，测

4、量实验数据Δd和Δt，处理实验数据，可以用线性来求。1.整理实验仪器实验数据△t/nss/m185.4216236.6247.2267.8288.4309349.63510.23510.83811.440124212.64413.24613.84814.450155315.65416.25816.85817.460186218.66419.26719.86820.470217221.67422.27522.87823.483248624.68825.29225.89426.496279827.61012

5、8.210228.810229.41063010830.611031.211231.811532.41163311833.612134.212334.812435.41263612836.613037.2绘图如上所示，则可得光速c=2.77*m/s相对误差为d=(3.0*)/3.0*=7.6%实验结论：（1）实验测出的实验室光速为c=2.77*m/s，与光在真空中的速度的相对误差为7.6%（2）实验误差分析：实验中数据与真实值有一定的误差，实验误差主要来源与：实验仪器的精度造成实验数据测量的误差，以及在

6、读数时也会造成一定的误差；杂散光源的影响，当反射镜的距离远时，激光反射的强度将减弱，这是杂散光源的强度与激光器的强度的比例减小，这样，由信号接受器中接受的信号就有一部分干扰信号，使示波器中的正弦波不是很稳定