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物理實(shí)驗(yàn):雙棱鏡干涉測量光波波長

用雙棱鏡測量光波的波長中干涉條紋變化規(guī)律是什么

單縫與雙棱鏡間的距離變小,條紋變密;距離增大,條紋變疏。

當(dāng)雙棱鏡AB是由兩個(gè)折射角很小的直角棱鏡組成的。借助棱鏡界面的兩次折射,可將光源(單縫)發(fā)出的光的波陣面分成沿不同方向傳播的兩束光。

這兩束光相當(dāng)于由虛光源S1、S2發(fā)出的兩束相干光,于是它們在相重疊的空間區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生干涉。在接收裝置——測微目鏡上將看到明暗交替的干涉條紋。

擴(kuò)展資料:

由一般光源獲得一組相干光波的辦法是,借助于一定的光學(xué)裝置(干涉裝置)將一個(gè)光源發(fā)出的光波(源波)分為若干個(gè)波。由于這些波來自同一源波,所以,當(dāng)源波的初位相改變時(shí),各成員波的初位相都隨之作相同的改變,從而它們之間的位相差保持不變。同時(shí),各成員波的偏振方向亦與源波一致,因而在考察點(diǎn)它們的偏振方向也大體相同。

一般的干涉裝置又可使各成員波的振幅不太懸殊。于是,當(dāng)光源發(fā)出單一頻率的光時(shí),上述四個(gè)條件皆能滿足,從而出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。當(dāng)光源發(fā)出許多頻率成分時(shí),每一單頻成分(對應(yīng)于一定的顏色)會產(chǎn)生相應(yīng)的一組條紋,這些條紋交疊起來就呈現(xiàn)彩色條紋。

參考資料來源:百度百科-光的干涉

求用雙棱鏡干涉測光波波長的公式推導(dǎo)過程

當(dāng)雙棱鏡AB是由兩個(gè)折射角很小的直角棱鏡組成的。借助棱鏡界面的兩次折射,可將光源(單縫)發(fā)出的光的波陣面分成沿不同方向傳播的兩束光。這兩束光相當(dāng)于由虛光源S1、S2發(fā)出的兩束相干光,于是它們在相重疊的空間區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生干涉。在接收裝置——測微目鏡上將看到明暗交替的干涉條紋。

設(shè)S1、S2的間距為d,由S1和S2到觀察屏的距離為D。若觀察屏中央O點(diǎn)與S1和S2距離相等,則有S1和S2射來的兩束光的光程差等于零,在O點(diǎn)處兩光波互相加強(qiáng),形成中央明條紋。其余的明條紋分別排列在O點(diǎn)的兩旁。

用透鏡兩次成像法測兩虛光源的間距d。保持狹縫與雙棱鏡原來的位置不變。在雙棱鏡和測微目鏡之間放置一已知焦距為f的會聚透鏡L,移動測微目鏡使它到狹縫的距離大于4f。前后移動透鏡和光屏,使狹縫經(jīng)雙棱鏡折射而成的虛光源通過透鏡在屏上成一清晰的像。

單縫寬度與光波波長數(shù)量級接近時(shí)才會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,本實(shí)驗(yàn)中,要求縫寬小于0.5mm。只要不影響干涉條紋的清晰度,可適當(dāng)增加縫寬,以保證干涉條紋有足夠的亮度。

雙棱鏡和狹縫的距離減小時(shí),虛光源間距d也將減小,這對d的測量不利,但干涉條紋會變密變清晰。為便于測量,在看到清晰的干涉條紋后,應(yīng)將雙棱鏡或測微目鏡前后移動,使干涉條紋的寬度適當(dāng)后才開始測量。

擴(kuò)展資料:

可見光通常頻率范圍在3.9×1014~7.5×1014Hz之間的電磁波,其真空中的波長約為400~760nm。光在真空中的傳播速度為c=3×108m/s,是自然界中物質(zhì)運(yùn)動的最快速度。

光波是橫波,其中電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B(或磁場強(qiáng)度H)彼此相互垂直,并且都與傳播方向垂直。

光波作為一種特定頻段是電磁波,其顏色與頻率有關(guān)??梢姽庵凶瞎忸l率最大,波長最短。紅光則剛好相反。

用雙棱鏡干涉測光波波長最關(guān)鍵的地方在哪里

1. 光路的調(diào)整—— 調(diào)整各個(gè)光學(xué)元件,使其達(dá)到等高共軸(調(diào)整步驟見講義)。2. 干涉條紋的調(diào)整。3. 測量干涉條紋間距 ,測出連續(xù)10條以上條紋的總間距,再用條數(shù)除之。并要求測量3次,取平均。

在用雙棱鏡測光波波長實(shí)驗(yàn)中,雙棱鏡和光源之間為什么要放一狹縫?

減小入射光的寬度。

實(shí)驗(yàn)中成像以及讀數(shù)帶來的誤差不算太大。成像誤差即是儀器誤差帶來的,一般0.005mm,而讀數(shù)誤差取決于你讀數(shù)儀器的精度,一般實(shí)驗(yàn)室中讀數(shù)用的測微目鏡精度到0.01mm,最后合成波長的不確定度只在零點(diǎn)幾個(gè)納米的位置。所以只要操作不出現(xiàn)大的失誤前提下,出現(xiàn)百分之五以內(nèi)的誤差都是可以接受的。

擴(kuò)展資料:

注意事項(xiàng):

當(dāng)棱鏡頂角加大,折射率變小的時(shí)候,光線偏折角度變小,光源的兩個(gè)像點(diǎn)距離加大,就好像雙縫干涉的縫寬加大,那么根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式,可以知道當(dāng)雙縫寬度加大的時(shí)候,條紋間隔減小。同時(shí)還跟雙棱鏡到屏幕的距離有關(guān),距離越長,間隔越長。

(ε=λD/d,其中ε是條紋間距,D是雙縫到屏幕的距離,雙棱鏡就是光源的像點(diǎn)到屏幕的距離,d是雙縫間距,也就是兩個(gè)像點(diǎn)的距離)。

參考資料來源:百度百科-物理測量技術(shù)

參考資料來源:百度百科-光波

雙棱鏡測光波波長實(shí)驗(yàn)中若單縫很寬,能否看到干涉條紋?為什么?

不能,因?yàn)楫?dāng)單縫很寬時(shí)相當(dāng)于有實(shí)際光線傳播過來,出現(xiàn)大片實(shí)際光線,干涉現(xiàn)象十分微弱,幾乎甚至根本看不到干涉條紋。
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