用双棱镜测定光波波长.ppt

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I6.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。