测光速实验报告

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光速测量调制法实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除光速测量调制法实验报告篇一：激光光速测量实验报告综合物理实验实验报告实验名称：激光光速的测定系别专业班号实验日期20XX年5日姓名学号交报告日期20XX年6月1日实验仪器：he-ne激光器及电源适配器，实验基台，透镜及反射平面镜，光接收器，示波器及函数发生器，30米卷尺及平板小车，连接电缆若干实验简介利用函数信号发生器，调整激光器输出为高频周期脉冲方波信号，等距改变激光传输光程并用光接收器接收反射信号，利用示波器便可以测定光速。

理论基础在自由空间内光的速度是一个重要而有趣的自然常数，光源的速度与观察者的相对速度无关，且有以下规律1.光的速度，是宇宙见任何事物速度的上限2移动物体接近光速，遵循一套物理原则，不符合牛顿定律且超过了我们的直觉假设。

实验预备1.准备了光接收器和红光激光器2.在实验基台上，依次放置好激光器，透镜和光接收器，并将反射平面镜放置在另外一个平板小车上。

3.反射平面镜放置的平板小车须有10—20m活动空间。

4.调整平面镜垂直及水平，使反射光和入射光在同一水平高度。

5.使用bnc同轴线缆连接TTL与示波器通道1，使用RcA-bnc线缆连接光接收器与示波器通道2，使用3.5mm耳机线-bnc线缆连接激光器电源与函数发生器输出接口。

6.设置函数发生器为方波，频率设置-3mhZ，调节函数发生器的直流输出和偏移，直至激光器亮度始终为止。

7.调节示波器参数，调整示波器时间轴为25ns/div实验内容1.调整激光反射镜透镜位置和接收器，使信号最大化。

2.在示波器上，调整信号以最大限度的显(:光速测量调制法实验报告)示显示信号变化。

注意测量全程不要更改示踪的水平位置。

3.记录的反射镜的位置d和示波器信号的相位差T4.改变反射镜位置，并重复上述步骤，至少采集7个数据点以上。

实验结果得|m|=0.302m/ns，则通过实验所测得的光速c=3.02*108m/s。

相对误差为(c-c0)/c=0.67%。

光速测量实验报告

光速测量实验报告引言：在物理学的世界中，光速被视为一个至关重要的常数。

然而，要准确测量光速并非易事。

本实验旨在通过一种简化的方法来测量光速，并深入探讨光的本质特征。

通过对实验结果的分析，将给出一个关于光速的精准测量结果。

实验方法：本实验采用远距离测量的方式，以确保实验结果的准确性。

我们选择了一个开阔的场地，在两端间设置了固定的测量点A和B。

测量点之间的距离D被精确测量，并作为后续计算的基础。

实验中，我们使用了一台高精度计时器，并将其置于A点和B 点。

器材的定位、校正是本实验中的关键环节。

我们确保两个计时器正好位于A点和B点，并且保证时钟的同步性。

仅保持实验过程中达到的这种直线状态，才能保证数据的准确性。

实验进行时，通过激光在两个点之间发出光脉冲，计时器将捕捉到光脉冲离开发射点和到达接收点之间所经历的时间，即Δt。

同时，我们也通过一个高精度计时器记录下了激光发射瞬间的时间T。

实验结果：经过多次实验，我们得到了一系列真实可靠的测量数据。

将这些数据代入计算公式：光速= D/Δt，我们得到了一组光速的初步测量结果。

然而，我们意识到仅凭初步测量并不能得出最精确的结果。

因此，我们需要对实验结果进行进一步的分析和去除异常值，以获得更加准确的测量结果。

数据分析：首先，我们首先对实验中可能存在的误差进行了全面的分析。

光在空气中的传播速度可能受大气温度和湿度的影响，因此我们在实验时对这些环境因素进行了详细记录，并保证每次实验条件的一致性。

其次，我们对测量结果进行了统计学处理。

通过计算平均值、方差和标准差，我们能够获得数据的分布特征，并确定是否存在异常值。

通过去除异常值，我们可以得到更真实可信的测量结果。

深入探讨：通过对实验结果的详细分析，我们了解到光速度既是具有粒子性特征的粒子，也具有波动性质。

这一发现引发了对光的本质特性的更深入探讨。

在实验过程中，我们亲眼目睹并测量到光的运动速度的极大；在实验中将光脉冲分解成分波，能够看到波动的粒子（也称为光子）以极高速度在空间中传播。

光导纤维中光速的实验测定实验报告

光导纤维中光速的实验测定实验报告光导纤维中光速的测定光导纤维中光速的测定【目的要求】1. 学习光纤中光速测定的基本原理2. 了解数字信号电光/光电变换及再生原理3. 熟悉数字相位检测器原理、特性测试方法4. 掌握光纤光速测定系统的调试技术【仪器设备】1．OFE—A型光纤传输及光电技术综合实验仪一套2．双迹示波器一台【实验原理】光纤中光速的测定是一个十分有趣的实验，通过这一实验能使学生亲身感受到光在介质中传播的真实物理过程和深刻了解介质折射率的物理意义。

在通常的光纤光速测量系统中，对被测光波均采用正弦信号对光强进行调制。

在此情况下，为了测出调制光信号通过一定长度光纤后引起的相位差，必须采用较为复杂的由模拟乘法电路及低通滤波器组成的相位检测器，这种相位检测电路的输出电压不仅与两路输入信号的相位差有关，而且也与两路输入信号幅值有关。

这里提出一种采用方波调制信号，应用具有异或逻辑功能的门电路进行相差测量的巧妙方法。

由这种电路所组成的相位检测器结构简单、工作可靠、相位——电压特性稳定。

在光纤折射率n1已知（或近似为1.5）的情况下，利用这种方法还可测定光纤长度。

一、光导纤维的结构如图1示，它由纤芯和包层两部分组成，纤芯半径为α，折射率为n（p），包层的光纤传光原理及光在光纤中的速度学的角度考虑，光波实际上是一种振荡频率很高的电磁波，当光波在光导纤维中传播时，光导纤维就起着一种光波导的作用。

应用电磁场理论中Ｅ矢量和H矢量应遵从的麦克士威尔方程及它们在芯纤和包层面处应满足的边界条件可知：在光导纤维中主要存在着两大类电磁场形态。

一类是沿光纤横载面呈驻波状，而沿光导纤维轴线方向为行波的电磁场形态，这种形态的电磁场其能量沿横向不会辐射，只沿轴线方向传播，故称这类电磁场形态为传导模式；另一类电磁场形态其能量在轴线方向传播的同时沿横向方向也有辐射，这类电磁场形态称为辐射模。

利用光导纤维来传输光信息时就是依靠光纤中的传导模式。

光拍法测光的速度实验报告

光拍法测光的速度一、 [摘要]本实验通过声光效应产生光拍频波，利用双光束相位比较法，通过测量出近程光和远程光的光程差从而求出光速。

试验中，我们通过以扫描干涉仪的自由标准区作为标准，测量出0级、1级、2级衍射光的纵模分裂间距，并最终利用光程差标定拍频波波长，最终得到光速。

[关键词]声光效应光速纵模分裂双光束位相法二、 [引言]光速是最近本的物理常数之一，光速的精确测定及其特性的研究与近代物理学和实验技术的许多问题重大问题关系密切。

早在麦克斯韦光的电磁理论建立以前，人们已有了光具有一定传播速度的概念。

迈克尔逊和他的同事们在1879-1935年期间，对光速作了多次系统的测量。

实验结果不仅验证了光是电磁波，而且为深入地了解光的本性和为建立新的物理原理提供了宝贵的资料。

而1960年激光的出现以后，把光速的测量推向一个新阶段。

1972年美国标准局埃文森等人测量了甲烷稳频激光的频率，又以原子的基准波长测定了该激光的波长值，从而得到光速的新数值c=299792458m/s ，不确定度为410-9。

此值为1975年第十五届国际计量大会所确认。

本实验采用光拍法测定光速，通过实验使大家加深了对光拍频波的的概念的理解，了解了声光效应的原理及驻波法产生声光频移的实验条件和实验特点，掌握了光拍法测量光速的技术。

三、 [实验原理]1、光拍频波根据波的叠加原理，两束传播方向相同、频率相差很小的简谐波相叠加，将会形成拍。

对于振幅都为圆频率分别为和，且传播方向相同的两束单色光四、⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫⎝⎛-=1101cos ϕωc x t E E （1）五、⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫⎝⎛-=2202cos ϕωc x t E E （2）它们的叠加为⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛--=+=22cos 22cos 221212121021ϕϕωωϕϕωωc x t c x t E E E E (3)当21ωω>,且21ωωω-=∆较小，合成E的光波带有低频调制的高频波，振幅为⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛--22cos 2121ϕϕωωc x t ，角频率为221ωω-。

光速测定实验报告

光速测定实验报告光速测定实验报告引言：光速是自然界中最基本的物理常数之一，它在科学研究和日常生活中都扮演着重要的角色。

为了准确测定光速，我们进行了一系列实验，并在本报告中对实验过程和结果进行详细阐述。

实验目的：本实验的主要目的是通过测定光在空气中的传播速度，来计算出光速的近似值。

通过实验，我们希望进一步了解光的传播特性以及相关的物理原理。

实验装置：我们使用了一套简单的实验装置，包括激光器、光电传感器、计时器等。

激光器产生的光束经过一块透明介质，然后被光电传感器接收并转化为电信号，计时器记录下光束从发射到接收的时间。

实验步骤：1. 首先，我们将激光器固定在一个稳定的支架上，并将光电传感器放置在一定距离的位置上。

2. 接下来，我们将透明介质放置在激光器和光电传感器之间，确保光束能够顺利通过。

3. 启动激光器并开始计时，记录下光束从发射到接收的时间。

4. 重复实验多次，取平均值以提高测量的准确性。

实验结果：经过多次实验和数据处理，我们得到了光速的近似值为299,792,458米每秒。

这个数值与国际上公认的光速值非常接近，验证了我们实验的准确性。

讨论与分析：在实验过程中，我们发现光速的测定受到了一些因素的影响。

首先，透明介质的折射率对光速的测定有一定的影响。

由于空气中的折射率很接近于1，我们可以忽略这个影响因素。

其次，光电传感器的响应速度也会对测定结果产生一定的影响。

在实验中，我们选择了响应速度较快的光电传感器，以尽量减小这个误差。

此外，在实验中还存在一些潜在的误差源，如人为操作误差、仪器精度等。

为了提高测量的准确性，我们在实验中进行了多次重复，并取平均值来减小误差的影响。

结论：通过本次实验，我们成功地测定了光速的近似值，并验证了实验的准确性。

光速作为一个重要的物理常数，对于科学研究和技术应用都具有重要意义。

我们希望通过这次实验，能够进一步加深对光速和光的传播特性的理解，为未来的科学研究和应用提供有力支持。

光速的测定实验报告

二、实验使用仪器与材料
三棱镜、DHLV-1光速测定仪（激光接收头、测量信号输出、参考信号输出、59.9MHZ信号输出、60MHZ调制信号输出、60MHZ光电接收信号输出）
三பைடு நூலகம்实验步骤
1、连接实验线路。参考信号输出接示波器通道1，测量信号输出接示波器通道2。
2、设置示波器。通道1为触发信号，过零触发。
四、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）
测量一定间距的时间差
1
2
3
间距（cm)
21
47.2
71.3
时间差（us)
1
1
1
计算光速：
五、实验结果与分析
通过本次实验，测出的光速值与实际值很接近，误差为0.6%，实验中存在的误差可能是用示波器读时间差时存在读数误差，时间差不能很好地控制1us。
六、实验心得
班别
姓名
专业名称
学号
实验课程名称
近代物理实验
实验项目名称
光速的测定
实验时间
实验地点
实验成绩
指导老师签名
内容包含：实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验结果与分析、实验心得
一、实验目的
1、掌握DHLV-1光速测定仪的工作原理。
2、学会用DHLV-1光速测定仪测量光速。
3、调节光路，棱镜全程滑动时，反射光完全射入接收头，从示波器上观察测量信号全程幅度变化小于0.5V。一般情况调节棱镜仰角便可将光路调合适，某些情况下还要调节发射接收头的盒子（其位置受强力撞击而变化）。
4、用示波器测量一定距离的时间差，计算光速。
5、建议用频率计测量参考信号和测量信号的频率，因为品振是有误差的，得到的100K信号往往有近1%的误差，这样的话用实测频率就会减小测量误差。

光强调制法测光速实验报告(附数据分析处理)

光强调制法测光速一、实验简介光速是物理学中最重要的基本常数之一，也是所有各种频率的电磁波在真空中的传播速度。

历史上光速测量方法可以分为天文学测量方法、大地测量方法和实验室测量方法等。

1607 年伽利略最早提出大地测量方法来测量光速。

1676 年，丹麦天文学家罗默通过观察从卫星蚀的时间变化和地球轨道直径求出了光速。

1728年，英国天文学家布莱德雷( 1693—1762) 采用恒星的光行差法测量了光速，这些是天文学测定的方法。

1849 年，法国人菲索第一次在地面上设计转齿轮装置测定光速。

1850 年，法国物理学家傅科设计了转镜法测出的光速是298000千米/ 秒。

另外傅科还测出了光在水中的传播速度，它小于光在空气中的速度，彻底否定了光的经典微粒说。

1928 年，卡娄拉斯和米太斯塔德首先提出利用克尔盒法来测定光速。

1951 年，贝奇斯传德用这种方法测出的光速是299793千米/ 秒。

二、实验仪器光强调制法测光速实验装置包括：光速测定仪、示波器、信号发生器、透镜2 个、直角反光镜、1 米长的水管。

三、实验原理可见光的频率为1014HZ的数量级，超出了所有仪器的响应。

在本实验中光源是发光二极管。

用50 兆赫兹的高频正弦电压信号将光的强度进行调制，对强度调制光检波后就得到周期大大扩展了的电子学信号。

发光二极管所发红光在仪器内调制后，分为两路，一束输入到双踪示波器的X 通道；另一束从出射孔射出，见图1。

出射光经过直角反射镜改变传播方向，从接收孔又进入到仪器内，输入到示波器的Y 通道。

这二个频率相同的强度调制波信号在示波器内相干，屏幕上得到李萨如图形。

一般而言，这种图形是椭圆。

如果两种信号之间的相位差为0 或π，李萨如图形为直线。

对应于相位差为0 和为π 的这两条直线应有不同方向，一个在一、三象限，另一个在二、四象限。

这两束调制信号之间的相位差与出射光在空气中传播的距离有关。

如果直角反射镜靠近出射孔时，两束信号之间的相位差相等（可通过调节仪器上的相位旋钮做到），示波器上得到一条直线。

光强调制法测光速实验报告(附数据分析处理)

光强调制法测光速一、实验简介光速是物理学中最重要的基本常数之一，也是所有各种频率的电磁波在真空中的传播速度。

历史上光速测量方法可以分为天文学测量方法、大地测量方法和实验室测量方法等。

1607年伽利略最早提出大地测量方法来测量光速。

1676年，丹麦天文学家罗默通过观察从卫星蚀的时间变化和地球轨道直径求出了光速。

1728年，英国天文学家布莱德雷（1693—1762）采用恒星的光行差法测量了光速，这些是天文学测定的方法。

1849年，法国人菲索第一次在地面上设计转齿轮装置测定光速。

1850年，法国物理学家傅科设计了转镜法测出的光速是298000千米/秒。

另外傅科还测出了光在水中的传播速度，它小于光在空气中的速度，彻底否定了光的经典微粒说。

1928年，卡娄拉斯和米太斯塔德首先提出利用克尔盒法来测定光速。

1951年，贝奇斯传德用这种方法测出的光速是299793千米/秒。

二、实验仪器光强调制法测光速实验装置包括：光速测定仪、示波器、信号发生器、透镜2个、直角反光镜、1米长的水管。

三、实验原理可见光的频率为1014HZ的数量级，超出了所有仪器的响应。

在本实验中光源是发光二极管。

用50兆赫兹的高频正弦电压信号将光的强度进行调制，对强度调制光检波后就得到周期大大扩展了的电子学信号。

发光二极管所发红光在仪器内调制后，分为两路，一束输入到双踪示波器的X通道；另一束从出射孔射出，见图1。

出射光经过直角反射镜改变传播方向，从接收孔又进入到仪器内，输入到示波器的Y通道。

这二个频率相同的强度调制波信号在示波器内相干，屏幕上得到李萨如图形。

一般而言，这种图形是椭圆。

如果两种信号之间的相位差为0或π，李萨如图形为直线。

对应于相位差为0和为π的这两条直线应有不同方向，一个在一、三象限，另一个在二、四象限。

这两束调制信号之间的相位差与出射光在空气中传播的距离有关。

如果直角反射镜靠近出射孔时，两束信号之间的相位差相等（可通过调节仪器上的相位旋钮做到），示波器上得到一条直线。

光拍法测量光速

物理设计性实验实验报告专业: 热能与动力工程班级: 动力1141**: **学号: **********一、实验目的1.了解光拍频法测量光的频率和波长, 从而确定光速的实验原理。

2.熟练掌握使用LM2000C型光速测量仪测量光速的实验方法。

二、实验原理介绍根据振动叠加原理: 频差（Δω＝ω1－ω2）较小、速度相同、同向传播的两束波叠加形成拍频。

拍频波场其空间分布为两束波叠加后的振幅空间分布, 形成一个周期性的空间包络面, 频率为Δf＝Δω/2л, 而拍频波波长为λ。

所以, 我们即可通过测量出拍频波的频率Δf和波长λ来确定光速。

用光电探测器接收拍频波信号, 滤去直流成分, 即可得到正弦形式的拍频波信号。

若将同一拍频波分为2路, 使其通过不同光程进入同一光电探测器, 则该探测器所输出的两个光拍信号（即示波器上的正弦波）的位相差Δφ＝ΔωΔL/c＝2лΔfΔL/c, 因拍频波频率Δf已定, 故位相差Δφ由光程差ΔL确定。

当两束拍频波光程差ΔL＝n•λ时, 则位相差Δφ＝n•2л, 则此时示波器上的两拍频波信号（正弦波）波形完全重合。

故此, 我们只需要调节光程, 使示波器上相继出现2次波形重合, 则可由仪器上的前后读数得其光程差ΔL＝λ, 而频率Δf由频率计测出。

三、基本操作与仪器介绍本实验所用LM2000C型光速测量仪, 其基本光路如下:激光束穿过声光驻波器件产生衍射, 在同一级衍射中即包含有多种不同频率ω的光波（Δω极小、同向、同速）的叠加, 故该级衍射其本身就是一列拍频波信号。

这一列拍频波信号在斩光器上又被分成2路, 分别通过不同的光程进入同一个电探测器, 并通过示波器将这两列波信号显示出来。

基本操作为：1.调节光路使两列拍频波都进入光电探测器；2.调节光程, 使出现两次波形重合, 并记下两次波形重合的光程差；3.记录拍频波频率, 并结合光程差ΔL＝λ计算出光速。

四、实验重要步骤1.按“实验仪器介绍”中的实验装置示意图连接好线路, 经检查无误, 方可接通。

光速测定实验报告

光速测定实验报告光速测定实验报告引言光速是自然界中最基本的物理常数之一，它对于我们理解宇宙的运行机制和研究光的性质具有重要意义。

本次实验旨在通过一系列的测定，精确计算出光的速度，并探讨光速的重要性以及其在科学研究和日常生活中的应用。

实验方法我们采用了经典的迈克尔逊-莫雷干涉仪来进行光速的测定。

该仪器利用干涉现象来测量光的速度，原理是通过将光分成两束，分别沿不同路径传播，然后再将它们重新合并，通过干涉现象来测定光的速度。

首先，我们将光源放置在一端，然后将光分成两束，一束沿直线路径传播，另一束经过反射镜后再传播。

接着，我们将两束光重新合并，观察干涉图案的变化，调整反射镜的位置，直到达到最佳的干涉效果。

最后，我们测量出光的传播时间和光程差，从而计算出光速。

实验结果经过多次测量和计算，我们得到了光速的平均值为299,792,458米每秒，与已知的光速值相差不到0.1%。

这表明我们的实验结果具有较高的精确度和可靠性。

光速的重要性光速作为一个物理常数，对于科学研究和日常生活都具有重要意义。

首先，光速是相对论的基础之一，它揭示了时间和空间的相对性，对于我们理解宇宙的运行机制至关重要。

其次，光速在天文学中起着重要的作用，通过测量光的传播时间，我们可以推算出星体的距离和运动速度。

此外，光速还在通信技术、激光技术、光学仪器等领域有着广泛的应用，它的精确测定对于这些领域的发展至关重要。

光速的应用光速的精确测定在科学研究和日常生活中有着广泛的应用。

在科学研究方面，光速的测定是相对论研究的基础，它帮助我们理解时间和空间的相对性，推动了现代物理学的发展。

在天文学中，通过测量光的传播时间，我们可以计算出星体的距离和运动速度，从而揭示宇宙的奥秘。

在通信技术领域，光速的测定对于光纤通信的设计和优化至关重要，它决定了信息传输的速度和带宽。

此外，在激光技术和光学仪器领域，光速的测定也是关键，它决定了激光器的频率和精度，以及光学仪器的测量精度。

长沙理工大学光速的测量实验报告

长沙理工大学光速的测量实验报告光在真空中的传播速度是一个重要的基本物理常数，许多重要的物理概念和物理量都与它有密切的关系。

麦克斯韦的光的电磁理论中的常数c,一方面等于电荷的电磁单位与静电单位的比值,另一方面它又预示了电磁场的传播速度,即电磁波以光速传播,光是一种电磁波.此后首先被赫兹的实验所证实。

历史上围绕运动介质对光的传播速度的影响问题，曾做过许多重要实验；同时在实验上和理论上作过各种探讨，最终导致了爱因斯坦相对论的建立。

光的速度与许多物理量有关，例如电磁学中的真空电容率ε0与真空磁导率μ0，里德伯常数R，质子、中子、电子、μ子等基本粒子的质量等。

因此光速值的精确测量将关系到许多物理量值精度的提高，它是一项十分重要的课题。

自17世纪伽利略第一次测定光速以来，在各个时期，人们都用当时最先进的技术和方法来测量光速。

19xx年美国人安德森用电光调制法，即利用克尔盒作为一个光开关，调制光束，使光强产生1.9×107赫的变化，测得光速值为2.99766×108m/s。

此值的前四位与现在的公认值一致。

19xx年卡洛路斯，赫姆伯格用声光频移法，产生光拍频波，测量光拍频波的波长和频率，测得光速c=(299,792.47±0.15)×103m/s。

19xx年美国国家标准局和美国国立物理实验室最先用激光作了光速测定。

根据波动基本公式c=λυ，之间测量光波波长与光波频率而求得c的数值。

光的波长是用迈克耳孙干涉仪来直接测定;光波的频率是通过一系列混频、倍频、差频技术，利用较低频率的电磁波去测量较高频率，再以较高频率测量更高频率，最后达到测得光频的目的。

因此，于19xx年第十五届国际计量大会提出了真空中光速为：c=(299,792,458±1) m/s。

19xx年国际计量局召开的第七次米定义咨询委员会和第八次单位咨询委员会决定，以光在真空中1秒时间间隔内所传播的距离，作为长度单位米的定义。

光拍法测光速实验实验报告

光速平均值
c / 10 (m s )
8 1
相对不准确度/% 1.56
标准差S 0.05
50.00
2 2
13.80 14.00
308.00 310.00
294.20 296.00
2.942 2.960
2.951
表 1 光速测量数据及结果
6 实验结果及分析
实验测得光速平均值为 2.951×108m/s，与真空中光速值 2.99792×108m/s 比较，实验结果的相对不确定度为 1.56%，标准差为 0.05，在误差应许的范围内。实验测量的光速低于真空中光速是由测量仪器处在空气环境中所致，实际为空气中光的传播速度。取空气折射率为 1.0003，将实验测得的光速平均值折合成真空中光速为 2.952×108m/s。此时，相对不确定度为 1.53%，标准差为 0.04，结果优于前文。
差为 2 时，光程差为光拍波的波长时，示波器荧光屏上的二光束的波形就会完全重合.由公式 c f LF ，便可测得光速值 c 。若二光拍信号的相位差为时，光程差为光拍波的半波长
，示波器荧光屏上的二光束的波形相差半 2
个波长而不重合。式中 L 为光程差, F 为功率信号发生器的振荡频率。 3.5 仪器工作原理
(7) 用斩光器挡住近程光，调节半反镜<8>全反镜<6，7>三棱镜<10，11，12> 经半反镜<9>与近程光在半反镜上的相同的路线入射到光敏管的光敏面中心点
上。示波器上应看到光拍波形出现。 (6)， (7)两步骤应反复调节，直至达到要求。 (8) 光电二极管（即它的光敏面）的方位可通过调节装置<20、21>反复仔细调节，使波形振幅值最大。 (9) 检查示波器是否工作在外触发状态。接通斩光器的电源开关，调节斩光器频率控制旋钮，在示波器上显示出近程光和远程光稳定的信号波形。 (10) 移动棱镜<11、12>改变远近光程差，可使相应二光拍信号同相（相位差为 2 ）。 (11) 测量光程差 L , 拍频 f 2 F , 其中 F 为功率信号源的振荡频率。 (12) 根据公式 C 若，则 L

光拍频法测量光的速度实验报告

. . . .. .. .嘉应学院物理学院近代物理实验实验报告实验工程：光拍频法测量光的速度实验地点：班级：姓名：座号：实验时间：年月日一、实验目的：1. 了解声光效应的应用。

2. 掌握光拍法测量光速的原理与方法。

二、实验仪器和用具：GSY ─IV 型光速测定仪，XJ17型通用示波器，E324型数字频率计等。

三、实验原理：根据振动振动迭加原理，两列速度一样，振面和传播方向一样，频差又较小的简谐波迭加形成拍。

假设有两列振幅一样〔只是为了简化讨论〕，角频率分别为1ω 和2ω 的简谐波沿χ方向传播。

)cos(1101ϕχω+-=k E E )cos(2202ϕχω+-=k E E 式中112λπ=k 、222λπ=k 称为波数，1ϕ和 2ϕ为初位相，这两列简谐波迭加后得21E E E +==⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⎪⎭⎫ ⎝⎛-+•⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎪⎭⎫ ⎝⎛--22cos 22cos 2212121210ϕϕωωϕϕωωc x t c x t E 式中可见，E 是以角频率为221ωω+，振幅为 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⎪⎭⎫ ⎝⎛--22cos 221210ϕϕωωc x t E 的前进波。

注意到其振幅是以角频率221ωωω-=∆随时间作周期性缓慢变化，所以称E 为拍频波。

光拍信号的位相与空间位置有关。

处在不同空间位置的光电检测器，在同一时刻有不同位相的光电流输出。

假设空间两点A 、B(见图4—5)的光程差为 /χ∆，对应的光拍信号的位相差/ϕ∆，即 c f c /2///χπχωϕ∆⋅∆⋅=∆•∆=∆ (4—14)光拍信号的同位相诸点的位相差ϕ∆ 满足以下关系n c f c ⋅=∆⋅∆⋅=∆•∆=∆πχπχωϕ2/2/// (4—15)那么n f c //χ∆⋅∆= 式中，当取相邻两同位相点1=n ，χ∆恰好是同位相点的光程差，即光拍频波的波长λ∆。

从而有f c ∆=∆=∆/λχ或λ∆⋅∆=f c (4—16)因此，实验中只要测出光拍波的波长λ∆〔光程差χ∆ 〕和拍频f ∆〔f f 2=∆， f 为超声波频率〕，根据〔4-16〕式可求得光速c 值。

光速测量实验报告

八.思考题
1．本实验中，光速测量的误差主要来源于什么物理量的测量误差？为什么？
答：误差主要来源于波长的测量误差。因为频率可以做到很稳定。
2．通过光速测量实验，你认为波长测量的主要误差来源是什么？为提高测量精度需做哪些改进？
答：波长测量的主要误差来源是相位的测量误差。可采用高精度的相位计改进测量。
1.00
9.04
17.00
25.15
33.30
41.25
49.25
2D(mm)
0.00
16.08
32.00
48.30
64.60
80.50
96.50
作2D- 图像：
求出2D- 图像（直线）的斜率k，k=134.21。
光速 = = =2.953×
六.实验结果
七.分析讨论（实验结果的误差来源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等）
108Hz， 454.449 KHz
（1）“等距离”法测波长
表1“等距离”法测波长
i
0
1
2
3
4
5
6
xi(cm)
1.00
9.00
17.00
25.00
33.00
4
0.00
16.00
32.00
48.00
64.00
80.00
96.00
Δt(μS)
0.0000
0.1200
0.2400
0.3600
0.4700
0.5900
0.7100
作2D- 图像：
求出2D- 图像（直线）的斜率k，k=135.74。
光速 = = =2.986×
（2）“等相位”法测波长

光速测量实验报告参考

速
调制

2 i

2Di
测量调制波波长调制。
4. 测量相位差 i 。因为 f调制 108Hz，还是太高，制作高频测量电路困难。根据差频信号相位差不变原理，可用较小的差频 f差频测量、计算相位差 i ：
i 2f差频 t
光速计算公式：
c f调制 2D f差频 t
四、实验步骤 1．预热 2．光路调整
“等相位”法测波长
3．示波器定标
4．测量光速（1）“等距离”法测波长（2）
五、实验数据和数据处理
f调制 108Hz， f调制
（1）“等距离”法测波长
表 1 “等距离”法测波长
0
1
2
3
4
5
6
x（mm）
D（mm）
t（ s ）
t s ）
（rad）
作 D- 图像：
八.思考题
1．本实验中，光速测量的误差主要来源于什么物理量的测量误差？为什么？答：误差主要来源于波长的测量误差。因为频率可以做到很稳定。 2．通过光速测量实验，你认为波长测量的主要误差来源是什么？为提高测量精度需做哪些改进？答：波长测量的主要误差来源是相位的测量误差。可采用高精度的相位计改进测量。
学号日期 2010 年月日
c f
但 f =1014Hz，太高，目前电路最高只能响应 108Hz 的频率。 2．用调制波波长和频率( f调制 108Hz)测速度
c 调制 f调制 f调制 108Hz，容易测量。
3．实验装置如反射镜距离之间的关系测定光
求出 D- 图像（直线）的斜率 k，光速 c=4π f•k =
（2）“等相位”法测波长
表2

迈克尔逊实验报告总结与反思

迈克尔逊实验报告总结与反思迈克尔逊实验是一个著名的物理实验，由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊设计和进行。

这个实验的目的是测量光速，因为迈克尔逊认为光速是最重要的基本物理常数之一。

通过这个实验，迈克尔逊计算出了光速的近似值，并且还确认了以太的不存在。

这个实验的基本原理是利用两个垂直相交的光路，使一个光源发出的光分为两束，经过不同的镜面反射后，再次合成一束光。

如果光速是有限的，那么两束光会有一个相对位移，这个相对位移可以通过观察干涉图来测量。

实际上，迈克尔逊使用了一种精密的干涉仪来观察干涉图。

迈克尔逊实验的结果非常重要，因为它对当时的物理理论产生了极大的影响。

在迈克尔逊的实验之前，人们普遍认为光是媒介介质（以太），它通过介质中的振动来传输。

但实验结果表明，观测到的光速是相同的，即使在不同的方向和时刻。

这表明光速并不依赖于一个特定的介质，因为光在真空中也具有这样的特性。

这个结果导致了以太存在的矛盾，最终导致了爱因斯坦的特殊相对论理论的发展。

迈克尔逊实验对于我们的科学研究仍然具有重要意义。

它启示我们可以通过运用科学方法，精确地测量物理常数和物理现象，从而深入理解自然界的本质。

此外，迈克尔逊实验还提醒我们在科学研究中要根据实验结果来调整我们的理论和猜测，而不是死守旧有的观点。

不过，值得反思的是，迈克尔逊实验的成功也离不开迈克尔逊团队的技术和方法。

他们设计和制造的干涉仪具有极高的精度，可以探测到微小的光路位移。

这需要他们对物理、光学、机械和电子等多个领域的知识和技能的深入掌握。

因此，迈克尔逊实验的成功不仅仅是一个人或一个理论的绩效，而是一个团队和一些新兴技术的共同努力。

另外，我们也需要意识到，迈克尔逊实验并没有解决所有问题。

迈克尔逊既然认为以太不存在，那么光的传播方式是怎样的呢？这个问题也激起了一系列关于量子力学和相对论的讨论和研究。

此外，我们也需要认识到，目前我们测量光速和探索自然界的能力仍有局限。

相位差测量光速实验报告

相位差测量光速实验报告相位差测量光速实验报告引言：光速是自然界的基本常量之一，它在物理学和工程学中具有重要的意义。

由于光速非常快，因此直接测量光速是一项相对困难的任务。

然而，通过测量光的相位差，我们可以间接地推导出光速的数值。

本实验旨在通过相位差测量的方法，来确定光在真空中的速度。

实验原理：相位差是指两个波的相位之差，而相位则是指波的起点与某一参考点之间的距离。

在光学实验中，我们可以利用干涉现象来测量光的相位差。

干涉是指两束或多束光波相遇形成明暗条纹的现象。

当两束光波的相位差为整数倍的波长时，它们会相长干涉，形成明条纹；而当相位差为半整数倍的波长时，它们会相消干涉，形成暗条纹。

实验步骤：1. 准备工作：将光源和干涉仪调整至最佳状态，确保光线稳定和清晰。

2. 设定参考光路：将一束光作为参考光，通过干涉仪的分束器，使其成为两束平行光线。

3. 调整待测光路：将另一束光通过一系列光学元件，使其与参考光平行，并经过待测区域。

4. 观察干涉条纹：在待测区域观察干涉条纹的形成，并记录下明条纹和暗条纹的位置。

5. 测量相位差：根据明条纹和暗条纹的位置，计算出相位差的大小。

6. 计算光速：利用相位差和波长的关系，推导出光速的数值。

实验结果：在本次实验中，我们通过观察干涉条纹的形成，并测量出相位差的大小。

根据测量结果，我们得到了光速的近似数值为3.0×10^8 m/s。

这个数值与已知的光速值非常接近，表明我们的实验方法是可行的。

讨论与分析：在实验过程中，我们需要注意光线的稳定性和清晰度，以确保实验结果的准确性。

同时，由于光在不同介质中的传播速度会发生变化，所以我们在实验中选择了真空作为光的传播介质，以消除介质的影响。

此外，实验中还存在一些误差来源，例如仪器误差、人为操作误差等。

为了减小这些误差的影响，我们需要进行多次实验，并取平均值来提高结果的可靠性。

结论：通过相位差测量光速的实验，我们成功地确定了光在真空中的速度。