1、用雙棱鏡干涉測光波波長的實驗報告【實驗目的】1 .掌握用雙棱鏡獲得雙光束干涉的方法，加深對干涉條件的理解.2 .學會用雙棱鏡測定鈉光的波長.【實驗儀器】光具座，單色光源（鈉燈），可調狹縫，雙棱鏡，輔助透鏡（兩片），測微目鏡，白屏.【實驗原理】如果兩列頻率相同的光波沿著幾乎相同的方向傳播，并且它們的位相差不隨時間而變化，那么在兩列光波相交的區域，光強分布是不均勻的，而是在某些地方表現為加強，在另一些地方表現為減弱（甚至可能為零），這種現象稱為光的干涉.菲涅耳利用圖1所示的裝置，獲得了雙光束的干涉現象.圖中AB是雙棱鏡，它的外形結構如圖2所示，將一塊平玻璃板的一個表面加工成兩楔形板，端面與棱脊垂直

2、，楔角A上7孑上_三=_三三較小（一般小于10）.從單色光源發出的IJ）Jpq用楔珀光經透鏡L會聚于狹縫S,使S成為具有較大亮度的線狀光源.從狹縫S發出的光，經雙棱鏡折射后，其波前被分割成兩部分，形成兩束光，就好像它們是由虛光源S1和S2發出的一樣，滿足相干光源條件，因此在兩束光的交疊.區域P1P2內產生干涉.當觀察屏P離雙棱鏡足夠遠時，在屏上可觀察到平行于狹縫S的、明暗相間的、等間距干涉條紋.圖1圖2設兩虛光源S1和S2之間的距離為d，虛光源所在的平面（近似地在光源狹縫S的平面內）到觀察屏P的距離為d,且dd,干涉條紋間距為X,則實驗所用光源的波長為d一xd因此，只要測出d、d和x,就可用公

3、式計算出光波波長.【實驗內容】1 .調節共軸(1)按圖1所示次序，將單色光源M會聚透鏡L,狹縫S,雙鏡AB與測微目鏡P放置在光具座上.用目視法粗略地調節它們中心等高、共軸，棱脊和狹縫S的取向大體平行.(2)點亮光源M通過透鏡L照亮狹縫S,用手執白紙屏在雙棱鏡后面檢查：經雙棱鏡折射后的光束，有否疊加區P1P2(應更亮些)疊加區能否進入測微目鏡當移動白屏時，疊加區是否逐漸向左、右(或上、下)偏移根據觀測到的現象，作出判斷，進行必要的調節使之共軸.2 .調節干涉條紋(1)減小狹縫S的寬度，繞系統的光軸緩慢地向左或右旋轉雙棱鏡AB,當雙棱鏡的棱脊與狹縫的取向嚴格平行時，從測微目鏡中可觀察到清晰的干涉條

4、紋.(2)在看到清晰的干涉條紋后，為便于測量，將雙棱鏡或測微目鏡前后移動，使干涉條紋的寬度適當.同時只要不影響條紋的清晰度，可適當增加狹縫S的縫寬，以保持干涉條紋有足夠的亮度.(注：雙棱鏡和狹縫的距離不宜過小，因為減小它們的距離，S1、S2間距也將減小，這對d的測量不利.)3 .測量與計算(1)用測微目鏡測量干涉條紋的間距x.為了提高測量精度，可測出n條(1020條)干涉條紋的間距x,除以n,即得X.測量時，先使目鏡叉絲對準某亮紋(或暗紋)的中心，然后旋轉測微螺旋，使叉絲移過n個條紋，讀出兩次讀數.重復測量幾次，求出x.(2)用光具座支架中心間距測量狹縫至觀察屏的距離d.由于狹縫平面與其支架中

5、心不重合，且測微目鏡的分劃板(叉絲)平面也與其支架中心不重合，所以必須進行修正，以免導致測量結果的系統誤差.測量幾次，求出d.(3)用透鏡兩次成像法測兩虛光源的間距d.參見圖3,保持狹縫S與雙棱鏡AB的位置不變，即與測量干涉條紋間距x時的相同(問：為什么不許動)，在雙棱鏡與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S的距離d4f，然后維持恒定.沿光具座前后移動透鏡L,就可以在L的兩個不同位置上從測微目鏡中看到兩虛光源S1和S2經透鏡所成的實像S1和S2,其中一組為放大的實像，另一組為縮小的實像.分別測得兩放大像的間距d1和兩縮小像的間距d2,則按下式即可求得兩虛光源的間

6、距d.多測幾次，取平均值d.dd&圖3(4)用所測得的X、d、d值，代入式(7-1),求出光源的波長(5)計算波長測量值的標準不確定度.【注意事項】(1)使用測微目鏡時，首先要確定測微目鏡讀數裝置的分格精度，要注意防止回程差，旋轉讀數鼓輪時動作要平穩、緩慢，測量裝置要保持穩定.(2)在測量d值時，因為狹縫平面和測微目鏡的分劃板平面均不和光具座滑塊的讀數準線(支架中心)共面，必須引人相應的修正(例如，GP78型光具座，狹縫平面位置的修正量為42.5mm,MCUH15型測微目鏡分劃板平面的修正量為27.0mm),否則將引起較大的系由于透鏡像差的影在透鏡L上加(用黑紙)以增加統誤差.(3)測量di、d2時，響，將引入較大誤差，可直徑約lcm