实验七 用双棱镜干涉测光波

分别测得两放大像的间距d1和两缩小像的间
距d2，则按下式即可求得两虚光源的间 距 d ．多测几次 d ，取平均值：

d d1d2
(2)
(4)用所测得的
x 、d
、 d 值，代入式
d x ，求出光源的波长 ． d
(5)计算波长测量值的标准不确定度
4．注意事项 (1)使用测微目镜时，首先要确定测微目镜读
数装置的分格精度，要注意防止回程差，旋 转读数鼓轮时动作要平稳、缓慢，测量装置 要保持稳定．
(2)在测量d值时，因为狭缝平面和测微目镜
的分划板平面均不和光具座滑块的读数准线 (支架中心)共面，必须引入相应的修正(例如， GP一78型光具座，狭缝平面位置的修正量为 42.5 mm，MCU一15型测微目镜分划板平面 的修正量为27.0 mm)， 否则将引起较大的系 统误差．
3．测量与计算

(1)用测微目镜测量干涉条纹的间距△x．为 了提高测量精度，可测出n条(10—20条)干涉 条纹的间距x，除以n，即得△x．测量时，先 使目镜叉丝对准某亮纹(或暗纹)的中心，然后 旋转测微螺旋，使叉丝移过n个条纹，读出两 次读数，重复测量几次，求出 x ．
(2)用光具座支架中心间距测量狭缝至观察屏
实验七 用双棱镜干涉测光波波长
目的 1．掌握用双棱镜获得双光束干涉的方法，加 深对干涉条件的理解； 2．学会用双棱镜测定钠光的波长． 仪器和用具 光具座、单色光源(钠灯)、可调狭缝、双棱 镜、辅助透镜(两片)、测微目镜、白屏．
原理
如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方
向传播，并且它们的相位差不随时间而变化， 那么在两列光波相交的区域，光强分布是不 均匀的，而是在某些地方表现为加强，在另 一些地方表现为减弱(甚至可能为零)，这种现 象称为光的干涉． 菲涅耳利用下图所示的装置，获得了双光束 的干涉现象．
1．调节共轴 (1)按图所示次序，将单色光源M，会聚透 镜L，狭缝S，双棱镜AB与测微目镜P放置在 光具座上．用目视法粗略地调节它们中心等 高、共轴，棱脊和狭缝S的取向大体平行．

(2)点亮光源M，通过透镜L照亮狭缝S，用手
执白屏在双棱镜后面检查：经双棱镜折射后 的光束，是否有叠加区P1P2(应更亮些)? 叠 加区能否进入测微目镜? 当移动白屏时，叠 加区是否逐渐向左、右(或上、下)偏移? 根据观测到的现象，作出判断，进行必要 的调节使之共轴．
(3)测量d1、d2时，由于透镜像差的影响，将
引入较大误差，可在透镜，上加一直径约1 cm的圆孔光阑(用黑纸)以增加d1、d2测量的 精确度．(可对比一下加或不加光阑的测量结 果．)
《复习思考题》

l· 双棱镜和光源之间为什么要放一狭缝?为 何缝要很窄且严格平行于双棱镜脊才可以得 到清晰的干涉条纹?
2．试证源自文库公式
d d1d2

再见
的距离d．由于狭缝平面与其支架中心不重合， 且测微目镜的分划板(叉丝)平面也与其支架中 心不重合，所以必须进行修正，以免导致测 量结果的系统误差，测量几次，求出 ．
d
(3)用透镜两次成像法测两虚光源的间
距 d ．参见下图，
保持狭缝S与双棱镜AB的位置不变，即与测
量干涉条纹间距△x时的相同(问：为什么不 许动?)，在双棱镜与测微目镜之间放置一已 知焦距为 f 的会聚透镜 L ，移动测微目镜 使它到狭缝S的距离d>4 f ，然后维持恒 定．沿光具座前后移动透镜 L ，就可以在 L 的两个不同位置上从测微目镜中看到两虚光 源S1和S2经透镜所成的实像 S1和 S 2，其中一 组为放大的实像，另一组为缩小的实像．
设两虚光源S1和S2之间的距离为 d ，虚光源
所在的平面(近似地在光源狭缝S的平面内)到 观察屏P的距离为d，且 d <<d，干涉条纹间 距为△x，则实验所用光源的波长 为

d x d
(1)
d和△x，就可用式(1)计 因此，只要测出 d 、
算出光波波长．
实验内容
2．调节干涉条纹 (1)减小狭缝S的宽度，绕系统的光轴缓慢 地向左或右旋转双棱镜AB，当双棱镜的棱脊 与狭缝的取向严格平行时，从测微目镜中可 观察到清晰的干涉条纹．

(2)在看到清晰的干涉条纹后，为便于测量，
将双棱镜或测微目镜前后移动，使干涉条纹 的宽度适当．同时只要不影响条纹的清晰度， 可适当增加狭缝S的缝宽，以保持干涉条纹 有足够的亮度．(注：双棱镜和狭缝的距离不 宜过小，因为减小它们的距离，S1S2间距也 d 将减小，这对 的测量不利． )
图中AB是双棱镜，它的外形结构如右图所示，
将一块平玻璃板的一个表面加工成两楔形板， 端面与棱脊垂直，楔角 较小( 一般小于 1°)．从单色光源发出的光经透镜L会聚于狭 缝S，使S成为具有较大亮度的线状光源．从 狭缝S发出的光，经双棱镜折射后，其波前被 分割成两部分，形成两束光，就好像它们是 由虚光源S1和S2发出的一样，满足相干光源 条件，因此在两束光的交叠区域P1P2内产生 干涉．当观察屏P离双棱镜足够远时，在屏上 可观察到平行于狭缝S的、明暗相间的、等间 距干涉条纹．