大物实验——双棱镜干涉实验(七)
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
2．试证明公式
d d1d2
再见
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．
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
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．
双棱镜干涉
双棱镜干涉采用分波阵面的方法，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。
【实验目的】1．了解双棱镜干涉装置及光路调整方法；2．观察双棱镜干涉现象并用它测量光波波长；3．利用CDD 成像系统观测双棱镜干涉条纹，学习对CCD 成像系统进行长度单位定标；4．学习测微目镜的使用及测量。
【实验原理】1．双棱镜干涉原理双棱镜可看作是由两个折射棱角α 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S 1及S 2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。
双棱镜干涉条纹间距的计算方法，与扬氏双缝干涉的计算方法相同。
在图2中，若S 1和S 2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），P o 为屏上与S 1及S 2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P o 点的两边还排列着明暗相间的干涉条纹。
设S 1和S 2到屏上距P o 点的距离为x k 的P k 点的光程差为δ ，当D >> d 、D >> x 时，有d D x k =δ （1）根据相干条件，当光程差 δ 满足：)2(2λδk ±=时，即在λk dD x ±=处（k = 0、1、2 …），产生亮条纹； )12()2)(12(−±=−±=k dD x k 时，即在λδ（k = 1、2…），产生暗条纹。
这样，两相邻亮条纹的距离为λd D x x x K K =−=Δ+1 （2）如果测得D ，d 及x Δ便可由（2）式求出 λ 值。
2．测量两虚光源之间的距离 D 是两虚光源之间的距离，因而不能用直接的比较方法测得，但它们相当于两个发光点，它们之间的距离可用透镜成像的规律进行测量，常用的方法有物距像距法（略）和共轭法。
双棱镜实验
重复测量 5 次，取平均值。注意测量时消除大行程一维调节架的“空程差” 。 5. 测量两虚光源之间的距离 1）将导轨上各滑块全部固定，保持其位置不变，并且稳定。 2）在双棱镜和光电探测器之间（靠近双棱镜处）放置透镜 L2 （ f 2 =100 mm） ，调 节 L2 ，使之与系统共轴。 3） 移动 L2 ， 在光电探测器表面得到清晰的放大的虚光源像 （两个清晰的圆光斑） ， 用光电探测器对两光斑进行测量，得到间距 d ，重复测量 5 次，取平均值。 4）记录下此时光电探测器的位置 P1 （ P1 与光电探测器上光电池记录板之间的距
将干涉光照射在光电探测器上选择光电探测器上宽窄合适的窗口对准干涉条纹当亮条文照射在窗口中狭缝上时光电探测器接收到的光强达到极大值当暗条文照射在狭缝上时光电探测器接收到的光强达到极小值调节大行程一维调节架使得光电探测器平移测量出条文宽度x?的值d和d的值可根据凸透镜成实像的原理以及三角形相似公式求得
双棱镜干涉实验
1
棱
双棱镜
图1
图2 发出。由于这两束光满足相干条件，故在两束光相互重叠的区域内产生干涉，在观察 屏 H 上可以看到明暗相间、等间距的直线条纹。在条纹中心 O 点处，两束光的程差为 零，形成中央亮纹，其余的各级条纹则分别对称，排列在零级条纹的的两侧。 设两虚光源 s1 和 s2 之间的距离为 d ， 虚光源所在平面到屏 H 的距离为 D ； 设屏 H 上第 K 级亮纹（ K 为整数）与中心 0 点的距离为 xk ， 因 xk D ， d D ， 故明条纹的位置 xk 由下式决定：
3
3）将光电探测器逐渐向较远端平移，调节激光器方位，使得光斑能够再次进入 小孔，如此反复多次，直至光电探测器窗口与远端激光器均处在导轨等高位置上。 4）将光电探测器移至导轨最远端，在激光器附近依次安放透镜 L1 （ f 1 = 60 mm） 、 双棱镜（双棱镜安装在可调滑块上） ，调整透镜、双棱镜的高度，使之与激光器发出 的光束等高。 3. 调节双棱镜使之产生干涉条纹 用白屏替代光电探测器，调整双棱镜横向位置，调节透镜 L1 与双棱镜的间距，使 之在白屏正中出现清晰、粗细合适的干涉条纹，干涉条纹数为 5 - 7 条，此时，将激 光器、透镜 L1 、双棱镜、光电探测器所在的大行程一维调节架、固定在导轨上，保证 其位置不再变化。 4. 测量干涉条纹的宽度 1）用光电探测器换下白屏，选择光电探测器上合适的狭缝光栏（如 0.2mm 的细 缝） ，并与光功率计连接，将光功率计的量程选至可调档。调节大行程一维调节架， 使得光电探测器横向移动，选择好的狭缝光栏对准干涉条纹的边缘处的某一亮纹，此 时，光功率计接收的信号达到极大值，以此作为中央条纹。 2）此时大行程一维调节架上的位置读数 1 ，平移光电探测器，使狭缝扫描整个 干涉条纹区，光功率计记录的每两次光强极大值所对应的横向移动距离，即为一个干 涉条纹的间距，从起始位置开始记录 1 ，扫过 n 个干涉条纹的间距（尽可能扫到图样 另一端边缘）记录此时的位置读数 2 ，总条纹数目 n，有：
双棱镜干涉的深入研究实验报告
双棱镜⼲涉的深⼊研究实验报告双棱镜⼲涉的深⼊研究实验⼀、问题提出实验课上我们已经掌握了⽤双棱镜获得双光束⼲涉的⽅法，加深对⼲涉条件的理解，并且学会了如何⽤双棱镜测定钠光的波长。
本次设计性实验中我们将进⼀步掌握双棱镜的⼲涉原理及调节⽅法，测定两个虚光源之间的距离与狭缝-双棱镜间距之间的关系。
主要从以下问题探讨：（⼀）实验测量双棱镜的楔⾓，并⽐较⾓度不同⼲涉现象的差异；（⼆）⽤多种⽅法来测两个虚光源之间的距离，并⽐较优缺点；（三）测定两虚光源之间的距离与狭缝-双棱镜间距之间的关系曲线；（四）利⽤双棱镜⼲涉观察He-Ne激光的⼲涉条纹，并测量氦氖光的波长；（五）将钠光灯换成⼤灯泡，观察⽩光的⼲涉条纹。
⼆、实验原理（⼀）双棱镜楔⾓的测量利⽤分光计测量：将分光机调平处于使⽤状态，使望远镜光轴与双棱镜的⼀个⾯垂直，这时在望远镜的视野中能够清晰看见绿⾊⼩⼗字叉丝的像。
C双棱镜的外形图：A B⼀束沿ＡＢ⾯法线⽅向的平⾏光投射于望远镜中, 测量α时, 当望远镜对准ＡＢ⾯时, 由望远镜物镜的焦⾯上发出的光束射到AB ⾯上，⼀部分反射，形成要测量的像，⼀部分透射进⼊棱镜后，分别在AC和BC⾯上反射回到望远镜中, 所以在测量中, 实际看到的是三个绿⾊⼩⼗字叉丝像。
AB⾯反射的像较亮，AC和BC ⾯反射的像较暗，望远镜叉丝对准较亮的⼗字叉丝像测量。
当望远镜转到AC和BC ⾯⼀侧时，在望远镜中实际看到4个⼗字像，中间2个像较暗，边上2个较亮，望远镜叉丝应对准A⼀侧的亮像测量[2]。
将待测双棱镜置于分光计的载物台上，固定望远镜⼦，点亮⼩灯照亮⽬镜中的叉丝，旋转分光计的载物台，使双棱镜的⼀个折射⾯对准望远镜，⽤⾃准直法调节望远镜的光轴与此折射⾯严格垂直，即使⼗字叉丝的反射像和调整叉丝完全重合。
记录刻度盘上两游标读数V1、V2；再转动游标盘联带载物平台，依同样⽅法使望远镜光轴垂直于棱镜第⼆个折射⾯，记录相应的游标读数V1'，V2'，由此得双棱镜的楔⾓α为：α=(｜V1'－V1｜+｜V2'－V2|)/4（⼆）多种⽅法测两光源之间的间距1.⼆次成像法在“⽤双棱镜⼲涉测量光波的波长”时关键是测量两虚相⼲光源的间距d,⽬前使⽤的教科书中⼀般采⽤⼆次成像法测量两虚相⼲光源的间距，其实验装置和光路图如图1所⽰：图1中狭缝光源S发出的光波经双棱镜上下两部分折射后形成两虚相⼲光源Ｓ1和Ｓ2，ｄ通过透镜Ｌ在两个不同位置的⼆次成像求得，即ｄ＝21dd，ｄ1为两虚相⼲光源通过透镜所成的放⼤实像间的距离ｄ2为两虚相⼲光源通过透镜所成的缩⼩实像间的距离[3]。
双棱镜干涉——精选推荐
实验二十九双棱镜干涉一．实验目的1．掌握获得双光束干涉条纹的一种方法，进一步理解光的干涉本质。
2．学习一种测量光波波长的方法。
3．学会测微目镜的使用。
二．实验仪器光具座、测微目镜、钠光灯及电源、双棱镜、透镜、狭缝三．实验原理产生光的干涉现象需要用相干光源，即用频率相同、振动方向相同和位相差恒定的光源。
为此，可将由同一光源发出的光分成两束光，在空间经过不同路径，会合在一起而产生干涉。
分光束的方法有分波阵面和分振幅两种：双棱镜干涉属于前类；薄膜干涉属于后类。
双棱镜是由两个折射角极小的直角棱镜组成的。
借助棱镜界面的两次折射，可将光源（狭缝）发出的光的波阵面分成沿不同方向传播的两束光。
这两束光相当于由虚光源S1、S2发出的两束相干光（如图所示）。
于是它们在相重叠的空间区域内产生干涉。
将光屏插进上述区域中的任何位置，均可看到明暗相间的干涉条纹。
可以证明，相邻两明（或暗）条纹间的距离为：ΔX＝X k+1－X k＝(D/d)λ式中：D为狭缝到观察屏的距离；d为两虚光源之间的间距；λ为入射光波波长。
上式表明，只要测出d、D和ΔX，就可算出光波波长λ。
四．实验内容及步骤1．调整光路并定性观察双棱镜干涉现象及其特点。
实验的光路装置如图所示。
先用单色光均匀照亮狭缝，利用狭缝所获得的柱面波射向双棱镜，并使其均匀照亮棱脊部位，然后依次作如下调整并观察：（1）按照同轴等高的要求，调整光源（若用激光作光源需加扩束镜）、单缝、双棱镜、2L：光源（钠光灯）；L1：扩束镜（用钠光灯时取消）；S：狭缝；B：双棱镜；L2：透镜；Q：光屏；F：测量目镜双棱镜干涉实验装置（2）使单缝的取向与棱脊平行并同时垂直于光具座。
（3）逐渐减小单缝的宽度，使能看清干涉条纹（条纹不能太窄，否则视场太暗，以致看不清干涉条纹）。
反复调整单缝的取向和宽度，直到干涉条纹清晰为止。
（4）缓慢调整单缝与双棱镜间的距离，观察干涉条纹疏密程度的变化，找出这种变化的定性规律，并作出解释。
菲涅耳双棱镜干涉实验指导书
实验五 菲涅耳双棱镜干涉[实验目的]1． 观察和研究菲涅耳双棱镜产生的干涉现象； 2． 测量干涉滤光片的透射波长(λ0)。
[仪器和装置]白炽灯，干涉滤光片，可调狭缝，柱面镜，菲涅耳双棱镜，双胶合成像物镜，测微目镜。
[实验原理]如图1a 所示，菲涅耳双棱镜装置由两个相同的棱镜组成。
两个棱镜的折射角α很小，一般约为5 ~ 30'。
从点（或缝）光源S 发出的一束光，经双棱镜折射后分为两束。
从图中可以看出，这两折射光波如同从棱镜形成的两个虚像S 1和S 2发出的一样。
S 1和S 2构成两相干光源，在两光波的迭加区产生干涉。
a、从图1b 看出，若棱镜的折射率为n ，则两虚像S 1、S 2之间的距离a n l d )1(2-= （5-1）干涉条纹的间距λan l l l e )1(2'-+=（5-2）式中，λ为光波的波长。
对于玻璃材料的双棱镜有n =1.50，则λal l l e '+=（5-3） 可得到e l l la'+=λ （5-4） 在迭加区内放置观察屏E ，就可接收到平行于脊棱的等距直线条纹。
若用白光照明，可接收到彩色条纹。
对于扩展光源，由图2可导出干涉孔径角：''l l al +=β （5-5） 和光源临界宽度：⎪⎭⎫⎝⎛+=='1l l a b λβλ （5-6） 从式（5-5）和（5-6）看出，当l'=0时，β=0，则光源的临界宽度b 变为无穷大。
此时，干涉条纹定域在双棱镜的脊棱附近。
b 为有限值时，条纹定域在以下区域内:λαλ-≤b ll ' （5-7）a) 图 1 双棱镜干涉原理图[内容和步骤]1．调整光路，观察和研究双棱镜干涉现象(1) 按图3所示，将光学元件置于光学平台上。
调整光学元件，使其满足同轴等高的要求。
(2) 取l ≈200mm ，l '≈1200mm ，按λ=550nm ，α=30'，n =1.50计算出b 的数值。
双棱镜干涉实验
双棱镜干涉实验【实验目的】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．【实验仪器】光具座、白屏、单色光源钠灯、测微目镜、短焦距扩束镜、白炽灯、氦氖激光器、毛玻璃屏、滑块（若干个）、手电筒可调狭缝、双棱镜、辅助透镜、白屏、凸透镜（不同焦距的数个)。
．【实验原理】如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且它们的位相差不随时间而变化，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．菲涅耳利用图1所示的装置，获得了双光束的干涉现象．图中AB 是双棱镜，它的外形结构如图2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A 较小(一般小于10)．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．区域图1 图2P1P2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．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λ为 x d d ∆'=λ因此，只要测出d '、d 和x ∆，就可用公式计算出光波波长． 【实验内容】1．调节共轴(1)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 ，用手执白纸屏在双棱镜后面检查：经双棱镜折射后的光束，有否叠加区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．2．调节干涉条纹(1)减小狭缝S 的宽度，一般情况下，可从测微目镜中观察到不太清晰的干涉条纹（测微目镜的结构及使用调节方法见实验基础知识有关内容）。
实验七 用双棱镜干涉测光波共22页PPT
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
双棱镜干涉——精选推荐
双棱镜⼲涉4.2 基于双棱镜⼲涉的光波波长测定光的⼲涉是普遍的光学现象之⼀，是光的波动性的重要实验依据．两列频率相同、振动⽅向相同和位相差恒定的光在空间相交区域光强将会发⽣相互加强或减弱现象，即光的⼲涉现象。
可见光的波长虽然很短，但⼲涉条纹的间距和条纹数却很容易⽤光学仪器测得．根据⼲涉条纹数⽬和间距的变化与光程差、波长等的关系式，可以推出微⼩长度变化(光波波长数量级)和微⼩⾓度变化等，因此⼲涉现象在测量技术、平⾯⾓检测技术、材料应变研究和照相技术等领域有着⼴泛地应⽤。
实验⽬的（1）掌握利⽤双棱镜获得双光束⼲涉的⽅法。
（2）观察双棱镜⼲涉图样的特点，加深对⼲涉知识的理解。
（3）学习⽤双棱镜测光源的波长。
（4）熟悉⼲涉装置的光路调节技术，掌握多元件等⾼共轴的调节⽅法。
实验仪器双棱镜、辅助（凸）透镜、光学平台（光具座）、⽩屏、半导体激光器、光电探测器、光功率计。
实验原理⾃1801年起，托马斯·杨在英国皇家学会连续宣读了数篇基于光的波动说分析⼲涉现象的论⽂，他所进⾏的著名的分波前双孔（缝）⼲涉实验以后被称为杨⽒双缝实验。
杨⽒双缝实验将波动的空间周期性转化成⼲涉条纹的间距，通过对⼲涉条纹特性的分析得出了许多具有重要理论及实际意义的结论，从⽽⼤⼤丰富和深化了⼈们对⼲涉原理及光场相⼲性的认识，在物理学史上具有重要的地位。
菲涅尔双棱镜⼲涉实验是在杨⽒实验的基础上改进⽽来的，增加了相⼲波⾯的有效照明⾯积，从⽽增强了⼊射光强，使⼲涉现象明显，易于测量。
该实验曾在历史上为确⽴光的波动学说起到了重要作⽤，提供了⼀种直观、简捷、准确的测量光波长的⽅法。
1.双棱镜的结构双棱镜是⼀个分割波前的分束器，形状如图4‐5‐1所⽰，其端⾯与棱脊垂直，楔⾓很⼩，⼀般为37'或40'，从外表看，就像⼀块平⾏的玻璃板。
图4-5-1双棱镜⽰意图2. 双棱镜⼲涉双棱镜⼲涉是光的分波阵⾯⼲涉现象。
如图4-5-2所⽰，从光源S 发射的光束，经双棱镜折射后变为两束相⼲光，这两束相⼲光可认为是由实际光源S 的两个虚像S （1）S 2发出的，称S （1）S 2为虚光源，在它们的重叠区内，将产⽣⼲涉，形成明暗相间的⼲涉条纹。
课件双棱镜干涉
图一 菲涅尔双棱镜干涉
三、实验原理
整聊棘雍聪降私窜潭琶薯猫皂鹏刚能暖恤扶牺酶三毁裕捏碱你蝇昧眯洽苍课件干涉光程差计算图
由图二可知，由 发出的光线到达P点的光程差为：
又 则
若 为光源发出的单色光波长，干涉最大和最小的光程差分别为：
走室姆领掠尤废霞孕坷灌达会筐凉捞乏字漳藕裂君刑轧撇签射季丘喉奄静课件双棱镜干涉课件双棱镜干涉
两相邻干涉明或暗条纹的间距为：
丧碑窖喜蚀蹈颊背粥哆冬帛少龙地辆羽津皑舵召认股徐昨沪氰剐煮面差波课件双棱镜干涉课件双棱镜干涉
谢谢观看！
晤就拱敷娜讨淖缘休值慌瞳阮迎乔双庞颓怖祁腿暖编酌只杖绎厦彻仪亥棘课件双棱镜干涉课件双棱镜干涉
挖包研短钞皿炎铲行方鹿逛文茧掳凄慈郎桑剖赐藉仅难拂情摇饰窘柑访昨课件双棱镜干涉课件双棱镜干涉
四、实验内容及要求： 1、调节光学元件等高共轴。 调节光源狭缝，双棱镜，测微目镜等高共轴，并使狭缝方向与双棱镜的棱脊沿竖直方向平行。 2、调节出清晰的干涉条纹 开启光源，调节光源的放置位置，并调节光路，使从光源发出的光经过狭缝对称的照到双棱镜棱脊的两侧。 将缝调至适当宽度，微调狭缝的倾角，以从目镜中看到清晰的条纹为准。
一、实验目的： 1、熟练掌握光路的等高共轴技术； 2、观察和描述双棱镜干涉现象及特点，体会如何保证实验条件； 3、用双棱镜测光波波长。 二、实验仪器 钠光灯、光具座、可调单缝狭缝、菲涅耳双棱镜，测微目镜、凸透镜。
茁乳甭遂吞原存灼走薄衅秉骸架筒批啼莉腻窃粟体役哗茨腻蜜匈杰膜饱苍课件双棱镜干涉课件双棱镜干涉
实验七、用双棱镜干涉测汞光波长
实验七、用双棱镜干涉测汞光波长一、 目的1 观察双棱镜产生的光的干涉现象和特点，掌握获得双束光干涉的另一种方法，进一步理解产生干涉的条件；2 用双棱镜测定光波的波长；3 学习测微目镜等光学仪器的使用与调整方法。
二、 仪器及用具双棱镜、可调狭缝、辅助透镜、测微目镜、光具座、白屏、汞灯等。
三、 原理由双棱镜干涉条件，狭缝发射的单色光径会聚透镜后会聚于缝而成光线光源，光从S 发出经双棱镜AB 后，形成二座光源 该虚光源所发出的光满足干涉条件，在交迭区内产生干涉，成为平行于狭缝的等间距干涉条纹，由此可得：21,s s x D d Δ⋅=λ 其中： λ ：光源之波长 x Δ：干涉条纹的间距虚光源之间距 ：虚光源（狭缝S ）至观察处之距离d 21,s s D x Δ可由测微幕镜测出，可由光具座之标尺读数，由比例成像法测出： D d 其中：辅助透镜到测微目镜分划板的距离（像距 ）；‘s 单缝到辅助透镜的距离（物距 ）； s '1d 测微目镜观测到的虚光源像的间距。
四、 实验内容测汞灯之波长：1 按实验要求安置光学元件，进行共轴调节 ，使光束能对称地照射于双棱镜之棱脊上；2 调节测微目镜，使之能观察到清晰的干涉条纹；3 按要求测量条纹间距数据如图（多次测量）。
x Δ Unit: mm 210−0x 1x 2x 3x 4x 5x 6x 7x 8x 9x 10x 70.5 92.5 120.5 148.5 172.5 198.0 223.0 253.5 282.0 306.0 328.0 x Δ:22.0 28.0 28.0 24.5 25.5 25.0 30.5 28.5 24.0 22.0 其中：=则=x Δ−n x 1−n x x Δ10010x x −=25.8 mm 210−×测虚光源到测微目镜之距离（单次测量）， cm D 56.5=15.7-83.6=cm D 1.0=Δ按辅助成像法测:d mm d 21105.32)5.3(0.29−×=−−=mm d 2105.0−×=Δcm s 9.677.152.72=−= cm s 1.0=Δcm s 4.112.726.83'=−=cm s 1.0'=Δ 故：066120102.61A cm x D d =×=Δ⋅=−λ 03.011''=Δ+Δ+Δ+Δ+Δ=Δ+Δ+Δ=Δ=x dx d d D D s s s s x dx D D d d E λλ cm x 6108.1−×=Δ⋅=Δλλλcm 610)8.12.61(−×±=Δ±=λλλ与钠光波长之相对误差 005893A =λ%7.300=−=λλλE ★ 注意事项：1，严格进行共轴调节该实验对共轴性要求非常严格，调节时可用白屏在外观察双缝所产生之光束是否亮波均匀，狭缝宽度必须适当；2，测微目镜读数时，必须顺一个方向旋转，以免产生回程误差；3 ，旋转读数鼓轮时，动作要平稳、缓慢。
大物实验——双棱镜干涉实验(七)
双棱镜干涉实验（七）两束光波产生干涉的必要条件是：1、频率相同2、振动方向相同3、位相差恒定尽管干涉现象是多种多样的，但为满足上述相干条件，总是把由同一光源发出的光分为两束或两束以上的相干光，使它们各经不同的路径后再次相遇而产生干涉。
产生相干光的方式有两种：分波阵面法和分振幅法。
本次的菲涅耳双棱镜干涉属于分波阵面法。
实验目的：1、掌握菲涅尔双棱镜获得双光干涉的方法；2、验证光的波动性，了解分波阵面法获得相干光的原理；3、通过用菲涅耳双棱镜对钠灯波长的测量，掌握光学测量的一些基本技巧，培养动手能力。
实验仪器：单导体激光器，钠光源，扩束镜，双棱镜，二维调节架，透镜，测微目镜，测量显微镜，白炽光，光具座实验原理：菲涅耳双棱镜（简称双棱镜）实际上是一个顶角极大的等腰三棱镜，如图1所示。
它可看成由两个楔角很小的直角三棱镜所组成，故名双棱镜。
当一个单色缝光源垂直入射时，通过上半个棱镜的光束向下偏折，通过下半个棱镜的光束向上偏折，相当于形成S′1和S′2两个虚光源。
与杨氏实验中的两个小孔形成的干涉一样，把观察屏放在两光束的交叠区，就可看到干涉条纹。
其中，ｄ是两虚光源的间距，D 是光源到观察屏的距离，λ是光的波长。
用测微目镜的分划板作为观察屏，就可直接从该测微目镜中读出条纹间距△x 值，D 为几十厘米，可直接量出，因而只要设法测出ｄ，即可从上式算出光的波长λ，即△x=D λ/d , λ =△xd/D （1）测量ｄ的方法很多，其中之一是“二次成像法”，如图2所示，即在双棱镜与测微目镜之间加入一个焦距为f 的凸透镜L ，当D ＞4f 时，可移动透镜L 而在测微目镜中看到两虚光源的缩小像或放大像。
分别读出两虚光源像的间距ｄ1和ｄ2，则由几何光学可知： ｄ＝21d d （2） D1 ALL ff d1d S ’1S ’2BC D d2D2观察屏实验装置光具座，双棱镜，测微目镜，钠光源，可调狭缝测微目镜是用来测量微小实像线度的仪器，其结构如图3所示，在目镜焦平面附近，的一块量程为8mm的刻线玻璃标尺，其分度值为1mm（如图3（ｂ）中的8条短线所示）在该尺后0.1mm处，平行地放置了一块分划板，分划板由薄玻璃片制成，其上刻有十字准线和一对双线，人眼贴近目镜筒观察时，可同时看到这块分划板和玻璃标尺的刻线，如图3（ｂ）所示，分划板的框架与读数鼓轮相连，当读数鼓轮旋转时，分划板会左右移动：鼓轮每转一圈（100小格），分划板移动1mm （即每小格0.01mm）,测量微小实像时，先调节目镜与分划板间的距离，使能清晰地观察到分划板上的准线；然后调节测微目镜与待测实像的距离使实像也清晰并与准线无视差；以后旋转鼓轮使准线对准待测像的一边，读下此时玻璃标尺的读数和鼓轮读数；再旋转鼓轮使准线对准待测像的另一边，读下玻璃标尺的读数和鼓轮读数；最后把前后两次读数相减，即得待测像的长度。
物理实验 双棱镜干涉实验
用牛顿环测曲率半径
【数据表格】
双棱镜干涉实验
测量
（1）用测微目镜测X 。
测量中应使活动分划板移动方向与干涉条纹垂直，并注意避免引入空程。
为提高测量精度可用逐差法处理数据。
相继测出第1至6以及第21至26各条纹的位置，从而求出X 。
（2）测量两虚光源的间距l 。
可利用以凸透镜使虚光源成实像在测微目镜的叉丝平面上，测出两实像距离l ’，重复6次取平均值（为了能看清狭缝像，可适当放宽狭缝宽度并利用小圆孔做光阑加在透镜框上以提高成像质量）。
（3）确定测微目镜的叉丝平面位置。
以白屏代替测微目镜，移动屏，使屏上呈清晰的双缝像，记录屏P 的位置，重复6次取平均值。
注意整个测量过程中，测微目镜的位置应固定，不能改变。
这样测微目镜叉丝平面的位置才有确定值。
（4）狭缝位置S 与狭缝支杆S ’相距w ，在计算d 0和a 时不能将它忽略。
计算 由公式
0X a
l d b
λ'=
计算λ，并且与钠黄光的已知波长值λD =589.3nm 比较。
【数据表格】 1 测X
X= mm。
2 测透镜位置
L= cm。
3 测l’
l’= mm。
4 确定叉丝平面位置
P= cm；
双棱镜的位置B= cm；
狭缝支架的位置S’= cm；支架至狭缝的距离w= cm。
菲涅耳双棱镜干涉实验
研究性实验报告光的干涉实验（分波面法）激光的双棱镜干涉菲涅耳双棱镜干涉摘要：两束光波产生干涉的必要条件是：1)频率相同；2)振动方向相同；3)相位差恒定。
产生相干光的方式有两种：分波阵面法和分振幅法。
本次菲涅耳双棱镜干涉就属于分波阵面法。
菲涅耳双棱镜干涉实验是一个经典而重要的实验，该实验和杨氏双缝干涉实验共同奠定了光的波动学的实验基础。
一、实验重点1)熟练掌握采用不同光源进行光路等高共轴调节的方法和技术；2)用实验研究菲涅耳双棱镜干涉并测定单色光波长；3)学习用激光和其他光源进行实验时不同的调节方法。
二、实验原理菲涅耳双棱镜可以看成是有两块底面相接、棱角很小的直角棱镜合成。
若置单色光源S0于双棱镜的正前方，则从S0射来的光束通过双棱镜的折射后，变为两束相重叠的光，这两束光仿佛是从光源S0的两个虚像S1和S2射出的一样。
由于S1和S2是两个相干光源，所以若在两束光相重叠的区域内放置一个屏，即可观察到明暗相间的干涉条纹。
如图所示，设虚光源S 1和S 2的距离是a ，D 是虚光源到屏的距离。
令P 为屏上任意一点，r 1和r 2分别为从S 1和S 2到P 点的距离，则从S 1和S 2发出的光线到达P 点得光程差是：△L= r 2-r 1令N 1和N 2分别为S 1和S 2在屏上的投影，O 为N 1N 2的中点，并设OP=x ，则从△S 1N 1P 及△S 2N 2P 得：r 12=D 2+(x-2a)2r 22=D 2+(x+2a)2两式相减，得：r 22- r 12=2ax另外又有r 22- r 12=(r 2-r 1)(r 2+r 1)=△L(r 2+r 1)。
通常D 较a 大的很多，所以r 2+r 1近似等于2D ，因此光程差为：△L=Dax 如果λ为光源发出的光波的波长，干涉极大和干涉极小处的光程差是：= k λ (k=0,±1, ±2,…) 明纹=212 k λ (k=0,±1, ±2,…) 暗纹由上式可知，两干涉条纹之间的距离是：△x=aDλ 所以用实验方法测得△x ，D 和a 后，即可算出该单色光源的波长λ=Da△x三、实验方案 1)光源的选择当双棱镜与屏的位置确定之后，干涉条纹的间距△x 与光源的波长λ成正比。
菲涅耳双棱镜干涉实验
研究性实验报告光的干涉实验（分波面法）激光的双棱镜干涉菲涅耳双棱镜干涉摘要：两束光波产生干涉的必要条件是：1)频率相同；2)振动方向相同；3)相位差恒定。
产生相干光的方式有两种：分波阵面法和分振幅法。
本次菲涅耳双棱镜干涉就属于分波阵面法。
菲涅耳双棱镜干涉实验是一个经典而重要的实验，该实验和杨氏双缝干涉实验共同奠定了光的波动学的实验基础。
一、实验重点1)熟练掌握采用不同光源进行光路等高共轴调节的方法和技术；2)用实验研究菲涅耳双棱镜干涉并测定单色光波长；3)学习用激光和其他光源进行实验时不同的调节方法。
二、实验原理菲涅耳双棱镜可以看成是有两块底面相接、棱角很小的直角棱镜合成。
若置单色光源S0于双棱镜的正前方，则从S0射来的光束通过双棱镜的折射后，变为两束相重叠的光，这两束光仿佛是从光源S0的两个虚像S1和S2射出的一样。
由于S1和S2是两个相干光源，所以若在两束光相重叠的区域内放置一个屏，即可观察到明暗相间的干涉条纹。
如图所示，设虚光源S 1和S 2的距离是a ，D 是虚光源到屏的距离。
令P 为屏上任意一点，r 1和r 2分别为从S 1和S 2到P 点的距离，则从S 1和S 2发出的光线到达P 点得光程差是：△L= r 2-r 1令N 1和N 2分别为S 1和S 2在屏上的投影，O 为N 1N 2的中点，并设OP=x ，则从△S 1N 1P 及△S 2N 2P 得：r 12=D 2+(x-2a)2r 22=D 2+(x+2a)2两式相减，得：r 22- r 12=2ax另外又有r 22- r 12=(r 2-r 1)(r 2+r 1)=△L(r 2+r 1)。
通常D 较a 大的很多，所以r 2+r 1近似等于2D ，因此光程差为：△L=Dax 如果λ为光源发出的光波的波长，干涉极大和干涉极小处的光程差是：= k λ (k=0,±1, ±2,…) 明纹=212 k λ (k=0,±1, ±2,…) 暗纹由上式可知，两干涉条纹之间的距离是：△x=aDλ 所以用实验方法测得△x ，D 和a 后，即可算出该单色光源的波长λ=Da△x三、实验方案 1)光源的选择当双棱镜与屏的位置确定之后，干涉条纹的间距△x 与光源的波长λ成正比。
菲涅耳双棱镜干涉实验
菲涅耳双棱镜干涉实验研究性实验报告光的干涉实验（分波面法）激光的双棱镜干涉菲涅耳双棱镜干涉摘要：两束光波产生干涉的必要条件是：1)频率相同；2)振动方向相同；3)相位差恒定。
产生相干光的方式有两种：分波阵面法和分振幅法。
本次菲涅耳双棱镜干涉就属于分波阵面法。
菲涅耳双棱镜干涉实验是一个经典而重要的实验，该实验和杨氏双缝干涉实验共同奠定了光的波动学的实验基础。
一、实验重点1)熟练掌握采用不同光源进行光路等高共轴调节的方法和技术；2)用实验研究菲涅耳双棱镜干涉并测定单色光波长；3)学习用激光和其他光源进行实验时不同的调节方法。
二、实验原理菲涅耳双棱镜可以看成是有两块底面相接、棱角很小的直角棱镜合成。
若置单色光源S0于双棱镜的正前方，则从S0射来的光束通过双棱镜的折射后，变为两束相重叠的光，这两束光仿佛是从光源S0的两个虚像S1和S2射出的一样。
由于S1和S2是两个相干光源，所以若在两束光相重叠的区域内放置一个屏，即可观察到明暗相间的干涉条纹。
如图所示，设虚光源S 1和S 2的距离是a ，D 是虚光源到屏的距离。
令P 为屏上任意一点，r 1和r 2分别为从S 1和S 2到P 点的距离，则从S 1和S 2发出的光线到达P 点得光程差是：△L= r 2-r 1令N 1和N 2分别为S 1和S 2在屏上的投影，O 为N 1N 2的中点，并设OP=x ，则从△S 1N 1P 及△S 2N 2P 得：r 12=D 2+(x-2a)2r 22=D 2+(x+2a )2 两式相减，得：r 22- r 12=2ax另外又有r 22- r 12=(r 2-r 1)(r 2+r 1)=△L(r 2+r 1)。
通常D 较a 大的很多，所以r 2+r 1近似等于2D ，因此光程差为：△L=Dax 如果λ为光源发出的光波的波长，干涉极大和干涉极小处的光程差是：= k λ (k=0,±1, ±2,…) 明纹=212 k λ (k=0,±1, ±2,…) 暗纹由上式可知，两干涉条纹之间的距离是：△x=aD λ 所以用实验方法测得△x ，D 和a 后，即可算出该单色光源的波长λ=Da △x三、实验方案1)光源的选择当双棱镜与屏的位置确定之后，干涉条纹的间距△x 与光源的波长λ成正比。
7菲涅耳双棱镜干涉实验
菲涅耳双棱镜干涉实验一、实验目的了解菲涅耳双棱镜干涉的原理，掌握用这种棱镜来测量波长的方法 二、实验仪器菲涅耳双棱镜 读数显微镜 会聚透镜 狭缝屏 光具座 氦氖激光器 三、实验原理菲涅耳双棱镜是利用分波前的方法实现干涉的常用器件。
它是由玻璃制成的等腰三角棱镜，有两个小的约为1℃锐角和一个大的钝角。
从狭缝S 出射光束经过双棱镜的折射产生狭缝的两个虚光源1S 和2S ，它们是相干光源。
经过双棱镜的两束折射光在重合区域将发生干涉，结果在屏上形成明暗相间的直线形的干涉条纹。
任意相邻的两亮纹或者暗纹之间的间隔δ是：λδdD =上式中D 为虚光源到屏之间的距离，d 为两虚光源的间距，λ是光源的波长。
由此可知，我们只要测定D d δ就可测出光源的波长。
四、实验步骤1. 先将激光束调节到与导轨的棱脊相平行：移动观察屏调节激光束的俯仰角度使得在观察屏的光斑位置不发生变化。
2. 然后将读数显微镜安装到导轨上使得激光光斑落在物镜的中央位置。
3. 接着将透镜安装到导轨上使激光光斑落在物镜的位置不变就说明它们共轴。
4. 再将狭缝添置到导轨上，最后把双棱镜安装到导轨上，让双棱镜的平面正对激光束，倘若反射的光斑从原路返回，则说明光束是垂直入射的，水平调节支架的底座使得双棱镜平分激光束。
5. 现在要做的工作就是将激光器换成钠光灯，再做微调就可以精确对准了。
—6. 将狭缝调小些，调节三棱镜的棱边与狭缝严格平行，此时可从读数显微镜里头看到直线状明暗相间的干涉条纹。
7. 移动透镜让狭缝的虚像经透镜成两次像，测出两次所称像的间隔分别为l 和'l ，则虚光源的间隔'll d =。
8. 测好虚光源的间隔数据后，将会聚透镜放置在狭缝的前面可使得光线更为集中入射到狭缝，并将读数显微镜的叉丝其中一条旋转到与干涉条纹相平行，记下读数显微镜的位置。
9. 进行测量，每隔5条暗条纹测一次，并记下相应的读数，多读几个数据。
10. 挪去双棱镜，移动读数显微镜靠近狭缝知道看清狭缝的边缘，记下此时的读数显微镜的位置，那么狭缝离干涉条纹形成位置的距离就等于这两次读数显微镜位置的差值的绝对值。
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双棱镜干涉实验
学生姓名：陈延新学号：111050104
班级：应用物理1101 实验项目名称：双棱镜干涉实验
一、实验目的：
1、掌握菲涅尔双棱镜获得双光干涉的方法；
2、验证光的波动性，了解分波阵面法获得相干光的原理；
3、观察双棱镜产生光干涉现象和特点，用双棱镜测定光波的波长
4、通过用菲涅耳双棱镜对钠灯波长的测量，掌握光学测量的一些基本技巧，培养动手能力。
二、实验仪器：
单导体激光器，钠光源，扩束镜，双棱镜，二维调节架，透镜，测微目镜，测量显微镜，白炽光，光具座
三、实验原理：
（1）、菲涅耳双棱镜实际上是一个顶角极大的等腰三棱镜，如图1所示。
它可看成由两个楔角很小的直角三棱镜所组成，故名双棱镜。
当一个单色缝光源垂直入射时，通过上半个棱镜的光束向下偏折，通过下半个棱镜的光束向上偏折，相当于形成S′1和S′2两个虚光源。
与杨氏实验中的两个小孔形成的干涉一样，把观察屏放在两光束的交叠区，就可看到干涉条纹。
其中，ｄ是两虚光源的间距，D是光源到观察屏的距离，λ是光的波长。
用测微目镜的分划板作为观察屏，就可直接从该测微目镜中读出条纹间距△x值，D为几十厘米，可直接量出，因而只要设法测出ｄ，即可从上式算出光的波长λ，即
△x=Dλ/d , λ=△xd/D （1）
测量ｄ的方法很多，其中之一是“二次成像法”，如图2所示，即在双棱镜与测微目镜之间加入一个焦距为f的凸透镜L，当D＞4f 时，可移动透镜L而在测微目镜中看到两虚光源的缩小像或放大像。
分别读出两虚光源像的间距ｄ1和ｄ2，则由几何光学可知：
ｄ＝2
d（2）
1d
（2）、实验装置
光具座，双棱镜，测微目镜，钠光源，可调狭缝
测微目镜是用来测量微小实像线度的仪器，其结构如图3所示，在目镜焦平面附近，的一块量程为8mm的刻线玻璃标尺，其分度值为1mm （如图3（ｂ）中的8条短线所示）在该尺后0.1mm处，平行地放置了
一块分划板，分划板由薄玻璃片制成，其上刻有十字准线和一对双线，人眼贴近目镜筒观察时，可同时看到这块分划板和玻璃标尺的刻线，如图3（ｂ）所示，分划板的框架与读数鼓轮相连，当读数鼓轮旋转时，分划板会左右移动：鼓轮每转一圈（100小格），分划板移动1mm（即每小格0.01mm）,测量微小实像时，先调节目镜与分划板间的距离，使能清晰地观察到分划板上的准线；然后调节测微目镜与待测实像的距离使实像也清晰并与准线无视差；以后旋转鼓轮使准线对准待测像的一边，读下此时玻璃标尺的读数和鼓轮读数；再旋转鼓轮使准线对准待测像的另一边，读下玻璃标尺的读数和鼓轮读数；最后把前后两次读数相减，即得待测像的长度。
测微目镜的不确定度值为0.004ｍｍ，测量时应注意鼓轮必须同一方向旋转，中途不要倒退，以避免螺距误差。
（3）、两束光波产生干涉的必要条件是：频率相同，振动方向相同，位相差恒定；尽管干涉现象是多种多样的，但为满足上述相干条件，总是把由同一光源发出的光分为两束或两束以上的相干光，使它们各经不同的路径后再次相遇而产生干涉。
产生相干光的方式有两种：分波阵面法和分振幅法。
本次的菲涅耳双棱镜干涉属于分波阵面法。
四、实验内容和步骤
1、调节各元件等高共轴
（1）调整狭缝与凸透镜等高共轴
将狭缝紧贴钠灯放在光具座上，接着依次放上透镜（f≈20cm）和白屏，用二次成像法使狭缝与透镜等高共轴。
（2）调整测微目镜、狭缝和透镜等高共轴
用测微目镜取代白屏，并置于距狭缝80cm位置上，进一步用二次成像法调至测微目镜叉丝与狭缝、透镜等高共轴。
（3）调整双棱镜与其他元件共轴
在狭缝与透镜之间放上双棱镜，使双棱镜到狭缝的距离约20cm，上下左右移动双棱镜并转动狭缝，直至在测微目镜中观察到等长并列（表
示棱脊平行于狭缝）、等亮度（表示棱脊通过透镜光轴）的两条狭缝缩小像。
2、干涉条纹的调整
要通过测微目镜看到清晰的干涉条纹，实验中必须满足两个条件：1狭缝宽度足够窄，以使缝宽上相应各点为相干光，具有良好的条纹视见度。
但狭缝不能过窄，过窄光强太弱，同样无法观察到干涉条纹。
2棱镜的脊背反射形成的虚狭缝必须与狭缝的取向相互平行，否则缝的上下相应各点光源的干涉条纹互相错位叠加，降低条纹视见度，也无法观察到干涉条纹。
调整方法如下：在上述各光学元件调整的基础上，移去透镜，进一步交替微调狭缝宽度和狭缝取向，反复若干次，直至通过测微目镜看到最清晰的干涉条纹为止。
五、注意事项：
（1）测微目镜中十字叉丝移动的方向应与被测物线度方向平行，即竖线与之垂直。
（2）为消除鼓轮的丝杆螺纹与螺母之间存在间隙以及鼓轮空转所引起的系统误差，测量应缓慢朝一个方向转动鼓轮，中途不可逆转。
（3）转动鼓轮观测十字叉丝的位置时，不要移出其观测范围
（0~10mm）。
（4）不要用手触摸任何镜头。
六、数据记录
1、测量钠光波长：
（1）、测量干涉条纹的间距：（所经过的距离：93.75-69=24.75cm）
干涉条纹的间距：λ∆=（0.771+0.747+0.753）/3=0.757mm
（2）、测量两个虚光源S 1和S 2的间距L
（一）、①、大像S 1’和S 2’的间距L ’= 27.875mm
②、小像S 1’’和S 2’’的间距L ’’= 13.125mm
（二）、①、大像S 1’和S 2’的间距L ’= 31.800mm
②、小像S 1’’和S 2’’的间距L ’’= 10.975mm
（三）、①、大像S 1’和S 2’的间距L ’= 21.175mm
②、小像S 1’’和S 2’’的间距L ’’= 14.250mm
七、数据处理
根据公式 b l a l
'
= 和 a l b l '
'= ，消去a 和b ，得：
)('''l l l = ，代入数据求得： 1l = 19.13mm 2l = 18.68 mm 3l = 17.37mm
3
321l l l l ++== 18.39 mm 由上得： nm 47.562757.010
75.2439.183=⨯⨯=∆=λλd l 百分差：
%6.4%1006.5896
.589-47.562E =⨯=
八、实验总结
在本次实验中，初始仪器调节比较顺利，使得目镜视野视野中有大约20条清晰的条纹，在调节大小狭缝虚像时，，十字叉丝与狭缝亮缝的重合有视觉误差，螺旋测微仪在旋转时具有空程误差，钠光光源过暗，导致干涉条纹亮度过低，从而很难分辨亮条纹的中心，十字叉丝对准时也有一定的偏差。