测光波波长的三种方法原理图解
高中物理知识全解 6.20 用双缝干涉测光的波长
高中物理知识全解 6.20 用双缝干涉测光的波长①实验目的1、了解光波产生稳定的干涉现象的条件。
2、观察双缝干涉图样。
3、测定单色光的波长。
②实验原理 根据双缝干涉条纹间距λd L x =∆,得出波长x L d ∆⋅=λ。
已知双缝间距d ,再测出双缝到屏的距离L 和条纹间距x ∆,就可以求得光波的波长。
③实验器材实验装置采用双缝干涉仪,它由各部分的光学元件在光具座上组成,如下图所示,各部分元件包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏;此外还需米尺,测量头。
④实验步骤1、将光源和遮光筒安装在光具座上,调整光源的位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。
2、放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样。
3、在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样。
4、用米尺测出双缝到光屏的距离L,用测量头测出相邻的两条亮(或暗)条纹中心间的距离x ∆。
注意:为减小实验误差,先测出n 条亮(或暗)条纹中心间的距离a ,则相邻两条亮(或暗)条纹中心间的距离为:1-=∆n a x5、利用表达式x L d ∆⋅=λ,求单色光的波长。
6、换用不同颜色的滤光片,观察干涉图样的异同,并求出相应的波长。
注意:滤光片是为了产生单色光,单缝是为了提供线光源(即单缝可获得同频率同相位的光),双缝是将单缝射来的光分为两束频率相同相位相同的相干光束。
⑤注意事项1、放置单缝和双缝时,必须使缝平行,并且双缝和单缝间的距离约为5~10cm.2、要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏的中心在同一条轴线上。
3、测量头的分划板中心刻线应与亮(或暗)条纹的中心对齐。
I 、若用白光作为光源,拿开滤光片,将会在光屏上出现彩色条纹,中心点O 位置仍将是白色亮纹。
II 、无论是双缝干涉还是双孔干涉,中心点O 位置都将是亮条纹。
III 、双缝干涉图样与双孔干涉图样是不一样的,如下图所示。
【例题】如下图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件如图①②③④⑤⑥所示,则:(1)如上图一所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②_____、③______、④______、⑤遮光筒、⑥光屏。
测量光波波长的方法
测量光波波长的方法光波是指在真空中传播的电磁波,其波长决定了光的颜色。
测量光波波长是光学领域中非常重要的一项工作,它可以用于研究光的性质,也是许多实际应用中不可或缺的技术手段。
本文将介绍几种常用的测量光波波长的方法。
1. 焦距法焦距法是一种基本的测量光波波长的方法。
它利用光线在透镜中的折射和成像原理,通过测量透镜的焦距来求得光波的波长。
具体方法是,将一束单色光通过一个凸透镜,使其在焦点处成像。
然后,测量透镜到焦点的距离,即为透镜的焦距。
根据透镜的公式f=1/(1/f1+1/f2),其中f1为物距,f2为像距,可以求得光波的波长。
2. 菲涅尔衍射法菲涅尔衍射法是一种通过衍射现象来测量光波波长的方法。
它利用光的衍射现象,将光束经过一个狭缝后,形成一组衍射图样。
通过测量衍射图样的间距,即可求得光波的波长。
具体方法是,将一束单色光通过一个狭缝,使其成为一个单缝衍射光源。
然后,在一块屏幕上观察到的衍射图样,测量相邻两个暗条纹之间的距离,即为光波的波长。
3. 光栅光谱法光栅光谱法是一种通过光的分光现象来测量光波波长的方法。
它利用光的分光现象,将光束经过一个光栅后,形成一组光谱图样。
通过测量光谱图样的位置和间距,即可求得光波的波长。
具体方法是,将一束单色光通过一个光栅,使其被分成不同波长的光束。
然后,在一块屏幕上观察到的光谱图样,测量相邻两个峰值之间的距离,即为光波的波长。
4. 激光干涉法激光干涉法是一种通过光的干涉现象来测量光波波长的方法。
它利用光的干涉现象,将光束经过一个干涉仪后,形成一组干涉图样。
通过测量干涉图样的位置和间距,即可求得光波的波长。
具体方法是,将一束单色光通过一个干涉仪,使其发生干涉现象。
然后,在一块屏幕上观察到的干涉图样,测量相邻两个亮条纹之间的距离,即为光波的波长。
总之,测量光波波长的方法多种多样,每种方法都有其应用范围和精度等不同的特点。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的测量方法,并注意测量误差的控制,以保证测量结果的准确性和可靠性。
实验用双缝干涉测量光的波长.ppt
杨氏双缝干涉实验上人类历史上第一次在实验 室中实现认为的光的干涉。利用此实验不仅证明了 惠更斯的光的波动理论,同时还测量了光的波长。 所以该所以具有重要意义。那么,他是如何利用双 缝干涉实验测量光波的波长的呢?
一、实验目的
1.观察白光及单色光的干涉图样. 2.测定单色光的波长.
例题分析
(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70 m,通过测量头(与螺旋 测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm) 观察到第1条亮纹的位置如下图(a)所示,观察第5条亮纹的位置
如下图(b)所示。则可求出红光的波长λ= 7×10-7m.(保留一位有
效数字)
巩固练习
1.某同学做双缝干涉实验时,按要求安装好实验装置后,
2.测量条纹间距Δx带来的误差 (1)干涉条纹没有调到最清晰的程度。 (2)分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位 于条纹中心。 (3)测量多条亮条纹间距时读数不准确。
六、注意事项
1.放置单缝和双缝时,必须使缝平行。 2.要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心轴在遮 光筒的轴线上。 3.测量头的分划板中心刻线要对准条纹的中心。 4.要多测几条亮条纹(或暗)中心间的距离,再求Δx。
L
心的位置为x k L .
d
相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距x L .
d
根据双缝干涉中条纹间距x L ,得 d x.
d
L
已知双缝间距d, 再测出双缝到屏的距离L和条纹间距x, 就可以求得
光波的波长.
三、实验器材 光源、滤光片、单缝遮光筒、光屏及光具座,如下图所示:
获得单 色光
形成线 光源
形成相 关光源
巩固练习
实验用双缝干涉测光的波长(共20张PPT)
B.增大④和⑤之间的距离
C.将绿色滤光片改成红色滤光片
D.增大双缝之间的距离
命题点一
命题点二
(2)如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,这时可以去掉的部件
是
(填数字代号)。
(3)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹,读出手轮的
读数如图甲所示。继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹,读出
l=74.90 cm。图戊读数为 0.300 mm,图己读数为 14.700 mm,结合图
乙可知,两条相邻亮条纹间的距离
-7
将以上数据代入得
8.0×10 m
Δ
λ=
14.700-0.300
Δx=
6
mm=2.400 mm。
关闭
-7
=8.0×10 m。
解析
解析
答案
答案
4.在观察光的干涉现象的实验中,将两片刀片合在一起,在涂有墨汁的玻璃片
Δ·
(4)待测光的波长 λ=
mm=1.610 mm。
≈5.37×10-7 m。
命题点一
命题点二
用双缝干涉测光的波长问题的解决方法
l
(1)明确双缝干涉条纹间距公式Δx= λ中各物理量的意义,
其中Δx是相邻
d
两条亮条纹(或暗条纹)的中心间距,d是双缝之间的距离,l是双缝到屏的距离,λ
为光的波长。
(3)若将装置放入水中,必须根据水中的波长λ水、真空中的波长λ真
λ真
l
与介质的折射率 n 间的关系 λ 水= n ,求出水中的波长,公式 Δx=d λ 中
的λ为光在水中的波长λ水。
(4)将各物理量统一为国际单位代入求解。
4.4 实验:用双缝干涉测量光的波长-课件(11张PPT)
蓝光 双缝间距0.36 mm
新知讲解
三、物理量的测量
的测量 :双缝到屏的距离 可以用刻度尺测出。 的测量
新知讲解
三、物理量的测量
的测量 :测量个亮条纹间的距离
则:∆ =
−
新知讲解
三、物理量的测量
的测量 :双缝到屏的距离 可以用刻度尺测出。 的测量 :测量个亮条纹间的距离
板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示;
然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如
图乙所示。一、实验装置
双缝干涉实验装置示意图
滤光片
光源
透镜
双缝
遮光筒
毛玻璃
目镜
单缝
新知讲解
二、实验步骤
红光 双缝间距0.18 mm
红光 双缝间距0.36 mm
安装遮光筒与光源,使之在一条直线直线上
在光源前加个凸透镜,以便得到平行光
加上单缝与双缝,使缝平行
调整单缝筒与遮光筒同轴,使屏上得到清晰的干涉条纹
则:∆ =
用公式求出光的波长: =
−
课堂练习
1. 用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样,双缝之间的距离是0.2mm,用的是绿色滤光片,
从目镜中可以看到绿色干涉条纹。
(1)如果把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动,相邻两亮条纹中心的距离如何变化?
(2)把绿色滤色片换成红色,相邻两个亮条纹中心的距离增大了。这说明哪种色光的波长
实验:用双缝干涉
测量光的波长
温故知新
1.产生稳定的干涉条纹的条件:两光频率相同。
测量光波波长的方法
测量光波波长的方法光波波长是指光波在介质中传播一个完整波周期所需的距离,通常用λ表示,单位是纳米(nm)。
测量光波波长的方法有很多种,下面我们将介绍几种常用的方法。
一、干涉法。
干涉法是一种常用的测量光波波长的方法。
它利用光的干涉现象来测量光波的波长。
干涉法的原理是,当两束波长相同的光波相遇时,它们会发生干涉现象。
通过测量干涉条纹的间距,就可以计算出光波的波长。
干涉法适用于测量可见光和近红外光的波长。
二、衍射法。
衍射法也是一种常用的测量光波波长的方法。
它利用光的衍射现象来测量光波的波长。
衍射法的原理是,当光波通过狭缝或光栅时,会产生衍射现象。
通过观察衍射图样的特征,就可以计算出光波的波长。
衍射法适用于测量可见光、紫外光和X射线的波长。
三、光栅光谱仪法。
光栅光谱仪法是一种基于光栅的光谱仪来测量光波波长的方法。
光栅光谱仪利用光栅的衍射作用将光波分解成不同波长的光束,然后通过测量光束的衍射角度,就可以计算出光波的波长。
光栅光谱仪法适用于测量可见光、紫外光和红外光的波长。
四、分光光度法。
分光光度法是一种利用分光光度计来测量光波波长的方法。
分光光度计通过光栅或棱镜将光波分解成不同波长的光束,然后通过测量光束的强度,就可以计算出光波的波长。
分光光度法适用于测量可见光和近红外光的波长。
以上是几种常用的测量光波波长的方法,每种方法都有其适用范围和特点。
在实际应用中,可以根据需要选择合适的方法来进行测量。
希望本文能对您有所帮助。
测光波波长的三种方法(原理,图解)
❖ 由于光在分光板 的第二面反 射,使 在 附近形成以平行与 的虚像 M2′,因而光在迈克尔 逊干涉仪中自 和 的反射就相 当于M1 和 M2′的反射。故迈 克尔逊干涉仪产生的干涉等效 于 M1和M2 ′所构成的虚光板 产生的干涉,即相当于厚度为 的空气薄膜所产生的干涉。
-- 精品--
❖ Δx =N·
λ=
-- 精品--
方法三 洛埃镜法
❖ 实验原理】: ❖ 由双棱镜干涉条件,光源发射的单色光经会聚透镜后会聚于单缝S而成
线光源,光从S发出经洛埃镜后,形成一虚光源S2,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:
-- 精品--
❖ 其中: :光源之波长。 :干涉条纹的间距 d 实光源与虚光源S1、S2间距。
❖ D :虚光源(狭缝S)至观察处之距离。 ❖ 可由测微目镜测量求出; ❖ D可由光具座标尺读数读出; ❖ d由对称原理测出。
-- 精品--
-- 精品--
式中d=a+b称为光栅常数(a为狭缝宽度,b为刻痕宽度,参见图(1),k为光谱线 的级数, 为k级明条纹的衍射角, 是入射光波长。该式称为光栅方程。
-- 精品--
❖ 由光栅方程可看出,若已知光栅常数d, 测出衍射明条纹的衍射角 ,即可求出光 波的波长 。
-- 精品--
❖
涉迈方 仪克法
尔二 逊 干
光源S发出的光到达分光板后,被分成振幅(强度)几乎相等的反射光(1)和透射 光(2)。光束(1)向着 M1前进,光束(2)经过G2 后向着 M2前进,这两束光分 别在M1 和 M2上反射后逆着各自的入射方向返回,最后到达光屏E。由于这两束光 是来自同一光源S的同一束光,因此他们是两列相干光束,在E处必有干涉图样形成。
教你如何用双缝干涉测量光的波长——物理教案
教你如何用双缝干涉测量光的波长——物理教案。
一、实验原理双缝干涉实验是测量光的波长的重要工具。
在实验中,将两个狭缝放置于光源前方,在屏幕后方观察到干涉条纹。
通过干涉条纹的间距,可以计算光的波长。
实验原理如下:图1. 双缝干涉实验原理如上图所示,光源S向双缝a和b发出平行光线,经过两个狭缝的干涉后,在屏幕上会形成亮暗相间的干涉条纹。
当两束光线在D点聚焦时,由于路程差为整数个波长,因此两束光线处于相长干涉。
这时屏幕上会出现明条纹;但当两束光线路程差为半波长,即两束光线处于相消干涉,屏幕上会出现暗条纹。
通过测量相邻亮条纹间的距离d,我们可以计算出光的波长λ:其中,D为双缝到屏幕的距离,d是相邻亮条纹的距离,x是屏幕上的偏移量。
二、实验步骤1.准备实验器材,包括光源、双缝板、屏幕、卡尺等。
2.将双缝板放置于光源前方,调整双缝板至与光源垂直,使光线能够通过狭缝板。
3.将屏幕放置于双缝板后方,与狭缝板垂直,调整屏幕与双缝板的距离,确保显示出清晰的干涉条纹。
4.调整光源亮度和角度,以确保干涉条纹清晰可见。
5.通过卡尺测量相邻亮条纹的距离d,并计算出光的波长λ。
三、物理教案1.实验目的通过双缝干涉实验,掌握测量光的波长的方法,加深对波动光学理论的理解。
2.实验器材光源、双缝板、屏幕、卡尺。
3.实验原理实验原理与实验步骤相同,此处不再赘述。
4.实验步骤实验步骤与上述相同。
5.实验数据通过卡尺测量距离d,如下表所示:| 相邻亮条纹距离d/cm | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 || ------------------ | - | - | - | - | - || d | | | | | |6.实验结果通过上表计算,求得光的波长λ为_________。
7.实验总结通过实验,我们了解了双缝干涉实验的原理和测量光的波长的方法。
同时还掌握了科学实验的基本操作技能,提高了我们的动手实践能力。
测量光的波长方法
测量光的波长方法
测量光波长的方法有多种,以下列举几种常见的方法:
1. 干涉法(如杨氏实验):利用干涉现象来测量光的波长。
将光束分为两束,使它们经过不同的光程后再重合,观察干涉条纹的移动来确定波长。
2. 衍射法:利用衍射现象来测量光的波长。
将光束通过一个狭缝或光栅后,观察衍射图样,根据衍射图样的形状和参数来计算波长。
3. 光栅法:利用光栅的作用来测量光的波长。
将光通过光栅后,在屏幕上观察到一系列的光条纹,根据光栅常数和光条纹的位置来计算波长。
4. 分光仪法:使用分光仪来测量光的波长。
分光仪能将光束按照波长进行分离,然后通过观察不同波长处的光强来确定波长。
5. 光电效应法:利用光电效应来测量光的波长。
将光束照射到光电效应表面,根据光电效应产生的光电流的频率或截止电压来计算波长。
这些方法都有其适用范围和精确度,根据具体的实验要求和条件选择合适的方法。
光栅测定光波波长
1.1用透射光栅测定光波波长用平面透射光栅得到日光灯白光的夫朗和费衍射条纹,其中可以清晰的得到汞光谱中的绿线(546.07nm λ=),钠光谱中的二黄线(1589.592D nm λ=,2588.995D nm λ=)。
若d 为光栅常数,θ为衍射角,λ为光波波长,k 为光谱级数(0,1,2k =±± ),则产生衍射亮条纹的条件为:sin d k θλ= (光栅方程)(1)测量光栅常数用汞灯光谱中的绿线(546.07nm λ=)作为已知波长测量光栅常数d 。
测量公式: sin k d λθ=(2)测量未知波长已知光栅常数d ,测量钠灯光谱中的二黄线波长1D λ和2D λ。
测量公式: sin d kθλ=(3)测量透射光栅的角色散已知钠光谱中的二黄线的波长差λ∆,测出钠光谱中的二黄线的衍射角,求光栅的角色散D 。
测量公式: D θλ∆=∆1.2分光计测量光波波长当一束平行光垂直入射到光栅上,产生一组明暗相间的衍射条纹,原理如图 9— 1所时,其夫朗和费衍射主极大由下式决定:λm d =Φsin式中:d :光栅常数 d = a + bΦ:衍射角m :主极大级次 m = 0 ,±1, ±2此式称光栅方程由(9 — 1)式得 :md Φ=sin λ由此可以看出:只要测出任意级次的某一条光谱线的衍射角,即可计算出该光波长。
1.3牛顿环测量钠光灯谱线的波长根据理论计算可知,在反射光中暗环半径rk 与入射光的波长λ和透镜球面的曲率半径R 之间的关系是()21λkR r k=式中,k 为正整数0,1,…,k ,称为环的级数。
由上式可知,如果用已知波长的单色产生牛顿环,当已知暗环的半径rk ,就可算出透镜球面的曲率半径R;若已知R ,测出rk ,就可算出产生牛顿环的光波波长λ。
钠光灯谱线的波长为:()()Rn m D D n m--=422λ1.4用迈克尔逊干涉仪测激光波长1、光程:折射率与路程的乘积,nr =∆2、分振幅干涉:波面的个不同部分作为发射次波的光源,次波本身分成两部分,做不同的光程,重新叠加并发生干涉。
测光波波长的三种方法(原理图解)课件
02
衍射法
衍射法原理
衍射法是利用光波的衍射现象来测量光波波长的一种方法 。当光波通过一个小缝或一个小孔时,会发生衍射现象, 即光波会绕过障碍物,向各个方向传播。
衍射法的基本原理是光波的干涉和衍射,通过测量光波通 过小缝或小孔后的干涉和衍射条纹,可以计算出光波的波 长。
衍射法应用
01
衍射法在光学测量中有着广泛的 应用,可以用于测量各种不同类 型的光波,包括可见光、红外线 和紫外线等。
THANKS
测光波波长的三种方法(原理 图解)课件
目录
• 干涉法 • 衍射法 • 折射法 • 三种方法比较
01
干涉法
干涉法原理
01
02
干涉法是通过利用光波的干涉现象来测量光波波长的。当两束或多束 相干光波相遇时,它们会相互加强或抵消,形成干涉图样。通过测量 干涉图样的变化,可以确定光波的波长。
干涉法的基本原理是光程差原理,即两束相干光波在相遇点的光程差 等于它们波长的整数倍时,会发生干涉加强;光程差等于半波长的奇 数倍时,会发生干涉抵消。
干涉法优缺点
干涉法的优点在于精度高、测量范围广、可测量波长范围宽 等。由于干涉图样的变化非常敏感,因此可以获得较高的测 量精度;同时,干涉法还可以测量不同波长的光波,具有较 宽的测量范围。
然而,干涉法也存在一些缺点,如需要稳定的光源和精密的 实验装置,操作较为复杂,对实验环境的要求较高。此外, 对于某些特定的情况,可能需要采用不同的干涉模式进行测 量,这也会增加实验的难度和复杂性。
折射法应用
折射法广泛应用于光学测量领域,如 测量透镜的焦距、测量光学元件的表 面质量等。
在光谱分析中,折射法也被用于测量 不同波长的光波,从而确定物质的成 分和含量。
用分光计和光栅测定光波的波长
用分光计和光栅测定光波的波长实验目的1.进一步熟悉分光计的调节和使用。
2.观测光栅衍射现象及待测光源的光谱。
3.了解平面光栅的主要性能,学习用透射光栅观察光谱及测定光波的波长。
4.学习角度游标的读数方法。
实验仪器分光计(及附件),高压汞灯,透射光栅。
仪器描述关于分光计的结构以及调节方法实验十二中已有详述,具体内容请参见实验十二。
实验原理我们知道,单色光经过单缝衍射后可以形成明暗相间的条纹,可以由条纹宽度计算光波波长。
但是用单缝进行精确测量是十分困难的,因为当缝宽较大时,条纹宽度很窄难以分辨;而缝宽较小时,光强太弱,也不利于测量,如果用多条等间隔的平行细缝代替较宽的单缝就形成了光栅,利用光栅衍射可以精确的测量光谱,在物理实验中具有十分重要的意义。
1. 透射光栅透射式光栅是在光学玻璃上刻划大量的互相平行的、等间距的刻痕而制成的。
当光照射在光栅上时,刻痕处由于散射基本不透光,光只能从刻痕间透过,因此,透射光栅实际是一系列密集、均匀、互相平行的狭缝。
光栅的特性标志有两个:一是单位长度上的刻痕(条纹)数目n,其范围从每厘米几百条至每厘米上万条;若不透光的刻痕宽度用b表示,透光部分的宽度a用表示,则(a+b)称为光栅常数,用d表示,即d=a+b,可见,d=1/n。
二是光栅的总刻痕数N。
尤以光栅常数重要。
2.光栅方程根据夫琅和费衍射理论,当波长为λ的平行光束垂直投射到光栅平面时,通过各个狭缝的光都会发生衍射,通过所有缝的衍射光波又彼此发生干涉,如图13-1。
而这种干涉定域于无穷远处。
若在光栅后面放一会聚透镜,则射向它的各方向上的衍射光都会聚在它的焦平面上,从而得到衍射光的干涉条纹,如图13-2所示。
LKK图13-1 原理图由图13-1得到相邻两缝对应点射出的光束的光程差为:Δ=(a+b)s inφ=d sinφ式中光栅狭缝与刻痕宽度之和d=a+b为光栅常数,φ为衍射角。
当衍射角φ满足光栅方程:d sinφ=Kλ (K = 0,±1,±2,…)时,光会加强。
波长测量实验的方法和技巧
波长测量实验的方法和技巧波长测量是光学实验中非常重要的一项技术,它可以用于测量光的波长,为光学研究提供了重要的数据。
本文将介绍波长测量实验的一些基本方法和技巧,帮助读者更好地进行实验研究。
一、干涉法测量波长干涉法是一种常用的方法,可以测量光的波长。
该方法基于干涉现象,通过观察干涉条纹的间距,计算出光的波长。
实验步骤:1. 准备干涉仪器,如杨氏双缝干涉实验装置或薄膜干涉实验装置。
2. 调整实验仪器,使得两条干涉条纹清晰可见。
3. 测量干涉条纹的间距。
4. 根据干涉条纹的间距和对应的角度,利用干涉定律计算出波长。
二、光栅法测量波长光栅法是另一种常用的测量波长的方法,通过光栅的色散作用,实现光波长的测量和分析。
实验步骤:1. 准备光栅和相关的实验仪器,如光栅光谱仪。
2. 将光源照射到光栅上,观察光栅光谱仪中的光谱图。
3. 测量出光栅的刻度和相关参数。
4. 根据光栅的色散关系,利用测得的参数计算光的波长。
三、迈克尔逊干涉仪测量波长迈克尔逊干涉仪是一种用于测量光波长的精密仪器,使用干涉仪的干涉现象进行波长的测量。
实验步骤:1. 准备迈克尔逊干涉仪和相关的实验仪器。
2. 调整迈克尔逊干涉仪的光路,使得干涉条纹清晰可见。
3. 测量干涉条纹的间距和角度。
4. 利用干涉定律和角度计算出波长。
四、波长计测量波长波长计是一种专门用于测量光波长的仪器,通过光电效应和光栅原理进行波长的测量。
实验步骤:1. 准备波长计并调整仪器。
2. 将光源照射到波长计上,观察读数,并记录下来。
3. 根据波长计的原理和读数,计算出光的波长。
总结:波长测量实验是光学研究中常用的技术,通过干涉法、光栅法、迈克尔逊干涉仪和波长计等方法,可以准确测量光的波长。
在实验中,需要严格控制实验条件,并进行有效的数据处理和分析,以确保测量结果的准确性和可靠性。
希望本文介绍的方法和技巧能够对读者在进行波长测量实验时提供帮助。
测量单色光波长的方法
测量单色光波长的方法一、双缝干涉法1.1 原理这双缝干涉法测单色光波长啊,原理其实不复杂。
光具有波动性,就像水波一样。
当一束单色光通过两条狭缝的时候呢,它就会在后面的屏幕上形成干涉条纹。
这些条纹明暗相间,就像斑马身上的条纹一样规律。
根据双缝干涉的公式,条纹间距与光的波长、双缝间距以及光屏到双缝的距离都有关系。
这就好比是一个链条上的几个环,一环扣一环,少了哪个都不行。
只要知道了其中的一些量,就能算出光的波长啦。
这就像是在玩一个解谜游戏,找到关键线索就能得出答案。
1.2 操作步骤首先呢,得有一套双缝干涉的实验装置。
把光源调好,让单色光稳稳地照在双缝上。
这就像是给运动员调整好跑道一样,得精确。
然后在后面合适的距离放上光屏。
这距离可不能随便定,要按照要求来。
接下来就仔细观察光屏上的干涉条纹啦。
用尺子量出条纹间距,这时候可得小心,就像走钢丝一样,稍微一偏测量结果就不准了。
再知道双缝间距和光屏到双缝的距离,把这些数据往公式里一套,单色光的波长就出来了。
这过程就像做一道数学应用题,条件给齐了,按照公式算就成。
二、单缝衍射法2.1 原理单缝衍射法测波长也有它的门道。
光通过单缝的时候,会发生衍射现象。
这光就像调皮的孩子,不走寻常路,绕过单缝边缘跑到了原本照不到的地方。
在光屏上呢,会形成衍射条纹。
中央是最亮最宽的条纹,两边的条纹宽度逐渐变窄。
这就跟一个大家庭一样,中间的长辈最有地位,最显眼。
根据单缝衍射的原理,单缝宽度、衍射角和光的波长之间存在关系。
这就像是一种默契,彼此关联着。
2.2 操作步骤先把单缝衍射的装置准备好。
让单色光对准单缝,这就像射箭要瞄准靶心一样。
然后在后面放上光屏。
观察光屏上的衍射条纹,测量出中央亮纹的宽度或者其他相关的数据。
这测量的时候要细致入微,不能马马虎虎。
再根据单缝宽度等已知条件,利用公式算出光的波长。
这就好比是根据菜谱做菜,食材都有了,按照步骤做就能做出美味,这里就是按照原理和步骤算出波长。
测量单色光波长的方法
测量单色光波长的方法一。
要测量单色光的波长,那可是个有趣又有挑战的事儿。
首先得说说干涉法。
1.1 杨氏双缝干涉。
这就像一场光的舞蹈派对。
通过两条窄缝,光就像调皮的孩子,互相交错,形成美丽的干涉条纹。
咱们只要量一量条纹的间距,再结合实验的参数,就能算出光的波长。
这方法简单直接,就像找到了解开谜题的钥匙。
1.2 薄膜干涉。
想象一下水面上的油膜,那五彩斑斓的样子。
利用薄膜上下表面反射光的干涉,也能算出单色光波长。
这就好比是在光的世界里玩捉迷藏,找到了规律就能抓住它的小尾巴。
二。
接下来是衍射法。
2.1 单缝衍射。
光通过一个小缝,就像河流遇到狭窄的峡谷,会扩散开来。
观察衍射条纹的分布,通过一番计算,波长也就浮出水面啦。
这就像从复杂的线索中找出关键的那一根。
2.2 光栅衍射。
多个小缝排排站,组成光栅。
光经过的时候,那衍射花样可就更丰富了。
仔细分析这些花样,波长就无处遁形。
这好比是在一个大迷宫里,找到了通往出口的正确道路。
2.3 小孔衍射。
小小的孔,大大的学问。
光从小孔穿过,会形成独特的衍射图案。
分析这个图案,波长也就乖乖现形。
这就像是在黑暗中点亮了一盏明灯,照亮了前行的路。
三。
还有一些其他的方法。
3.1 分光光度法。
利用光的吸收和发射特性,通过仪器测量不同波长下的光强度。
这就像给光做了一次全面的体检,波长的信息都包含在其中。
3.2 激光波长测量。
激光的出现给测量带来了新的机遇。
利用激光的特性和专门的测量设备,能更精确地确定波长。
这就像是拥有了一把超级利剑,能够轻松攻克难题。
光线波长是怎么测试的原理
光线波长是怎么测试的原理
光线波长是通过干涉和衍射现象来进行测量的原理。
干涉现象是指当平行光通过两个或多个缝隙时,光波会相互干涉产生干涉条纹。
利用干涉现象可以测量光的波长。
常见的干涉装置有双缝干涉装置和牛顿环干涉装置。
双缝干涉装置由两个狭缝组成,当光线通过这两个缝隙后,光波将会相互叠加形成干涉条纹。
通过测量干涉条纹的间距和缝隙之间的距离,可以计算出光波的波长。
牛顿环干涉装置由一个透明平凸透镜和一个玻璃片组成。
当平行光照射到透镜和玻璃片之间时,光线会发生不同程度的相位差,产生干涉条纹。
通过测量干涉条纹的半径和透镜半径之间的距离,可以计算出光波的波长。
衍射现象是指光线通过一个孔径之后的波动现象,光波会发生弯曲和扩散。
利用衍射现象也可以测量光的波长。
常见的衍射装置有单缝衍射装置和光栅。
单缝衍射装置是指光线通过一个狭缝后产生衍射现象。
通过测量衍射条纹的位置和缝隙之间的距离,可以计算出光波的波长。
光栅是由许多等间距的狭缝构成的,当光线通过光栅时,会产生多级衍射。
通过
测量多级衍射的角度和光栅的间距,可以计算出光波的波长。
总结起来,通过干涉和衍射现象,可以利用相关的光学装置测量光的波长。
迈克尔逊干涉仪测量光波波长
必须了解仪器的操作和使用方法后方可使用。 为了使测量结果正确,必须避免引入空程,应将手轮按原方向转几圈, 直到干涉条纹开始均匀移动后,才可测量。
在调节和测量过程中,一定要非常细心和耐心,转动手轮时要缓慢、均 匀,切忌用力过猛。
激光不能直射入眼。 轻拿轻放,避免使光学仪器或元件受到冲击或震动、摔落。 切忌用手触摸元件的光学表面,应拿取磨砂面或边缘。 不能对着光学元件说话、咳嗽、打喷嚏。 绝对不许用手触摸各光学元件,光学表面有灰尘或污痕,可用镜头纸、 丙酮进行处理,切忌用手、衣服等。 实验完毕,数据经检查后方可拆除光路,整理仪器,一切复位。
二实验仪器
迈克尔逊干涉仪
反射镜M1 反射镜M2
激光器光源
扩束镜
分光板
补偿板
观察屏
M2移动导轨
三实验测量原理
等倾干涉原理
1 2
(n2 >n1,薄膜上下表面平行)
L
P
2与 3的光程差为:
M1 M2
n1
n2
n1
n2 ( AB BC ) n1 AD 3 i D 2 2en2 cos A C 2 e 2 2 2 2e n2 n1 sin i B 2 加强 明纹 2k (k 1, 2,...) 2 (2k 1) (k 0,1, 2,...) 减弱 暗纹 2
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根据干涉圆环的吞吐就可以测量光源的波长,这也 就是干涉仪测量长度或长度变化的理论依据。只要 数出圆环“吞入”或“吐出”的数目N,并且记录 下 移动的距离Δx ,就可以计算出光源的波长,即:
❖ Δx =N·λ=方法三 洛埃镜法❖ 实验原理】: ❖ 由双棱镜干涉条件,光源发射的单色光经会聚透镜后会聚于单缝S而成
❖ 由于光在分光板 的第二面反 射,使 在 附近形成以平行与 的虚像 M2′,因而光在迈克尔 逊干涉仪中自 和 的反射就相 当于M1 和 M2′的反射。故迈 克尔逊干涉仪产生的干涉等效 于 M1和M2 ′所构成的虚光板 产生的干涉,即相当于厚度为 的空气薄膜所产生的干涉。
❖ 因此,移动平面镜 ,就会在观察屏E上看到干涉圆 环吞吐的现象,当 移动λ/2的距离,即 每改变λ/2的 距离,就会在观察屏上看到有一个圆环条纹从中心 “吞入”或“吐出”,也就是说,每当“吞入”或 “吐出”一个圆环条纹, 就移动了半个波长,所以
线光源,光从S发出经洛埃镜后,形成一虚光源S2,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:
❖ 其中: :光源之波长。 :干涉条纹的间距 d 实光源与虚光源S1、S2间距。
❖ D :虚光源(狭缝S)至观察处之距离。 ❖ 可由测微目镜测量求出;
❖ D可由光具座标尺读数读出; ❖ d由对称原理测出。
式中d=a+b称为光栅常数(a为狭缝宽度,b为刻痕宽度,参见图(1),k为光谱线 的级数, 为k级明条纹的衍射角, 是入射光波长。该式称为光栅方程。
❖ 由光栅方程可看出,若已知光栅常数d, 测出衍射明条纹的衍射角 ,即可求出光 波的波长 。
❖
迈方 克法 尔二 逊 干 涉 仪
光源S发出的光到达分光板后,被分成振幅(强度)几乎相等的反射光(1)和透射 光(2)。光束(1)向着 M1前进,光束(2)经过G2 后向着 M2前进,这两束光分 别在M1 和 M2上反射后逆着各自的入射方向返回,最后到达光屏E。由于这两束光 是来自同一光源S的同一束光,因此他们是两列相干光束,在E处必有干涉图样形成。
比并量过理的说量方少试些波可三
。加精程、测明原法于给方长见、
以确和方量各理的三出法有光测
对度测法原自图测种不?哪的量
、
,
方法一 用透射光栅测定光波 的波长
实验原理:
若以单色平行光垂直照射在光栅面上(图1-1),则光束经光栅各缝衍射后将在 透镜的焦平面上叠加,形成一系列间距不同的明条纹(称光谱线)。根据夫琅和费 衍射理论,衍射光谱中明条纹所对应的衍射角应满足下列条件: