双棱镜

合集下载

实验25-2光的干涉(双棱镜)

实验25-2光的干涉(双棱镜)

实验25-2 双棱镜干涉[实验目的]1.观察分波阵面干涉—双棱镜干涉现象并研究其定性规律。

2.掌握用干涉法测定钠光灯波长,学习测微目镜的使用,并对测量结果的不确定度进行评定。

[实验仪器]光具座、钠光灯、狭缝、双棱镜、测微目镜、凸透镜等。

[实验原理]双棱镜干涉实验在光具座上进行。

图25-1是本实验的装置和光路俯视简图。

从钠光灯M 发出的单色光照亮狭缝S ,S 作为次级光源照射到双棱镜B 上。

双棱镜是由两个很小的锐角(约0.5º~1º)和一个很大的钝角(约178º~179º)构成的三棱镜。

经过双棱镜后光被折射成两束,即光的波阵面经过双棱镜后被分成前进方向不同的两部分,这两部分波阵面如同从两个虚光源S 1 、S 2 直接发出。

S l 、S 2 即为相干光源,在它们各自发出光束的重叠区域就会产生干涉现象,利用测微目镜F 观察和测量重叠区域内干涉条纹的分布。

本实验中,任意相邻两明(或两暗)条纹.的间距为λd D x =∆两虚光源之间的距离d 可用二次成像法测量。

在双棱镜和测微目镜之间放一凸透镜L ,设凸透镜的焦距为f 0 ,在狭缝与双棱镜的距离小于2f 0 ,狭缝与测微目镜分划板之间的距离D > 4 f 0 ,狭缝、双棱镜和测微目镜位置不变的条件下,只移动凸透镜,当分划板上分别出现两个虚光源的缩小像和放大像时,分别测出两虚光源像之间相应的间距d 1 和d 2 ,则虚光源的间距21d d d =图25-1[实验内容及步骤]一、调整光路。

二、研究双棱镜干涉的定性规律。

三、用测微目镜测量干涉条纹的间距。

四、测量两个虚光源之间的距离d。

[数据表格及数据处理]表25-1用测微目镜测量干涉条纹的间距单位:mmD=0.5654m,Δm(D)=0.5×10-3 m,Δm(Δx)=Δm(d)=0.001mm。

表25-2测量两个虚光源之间的距离d单位:mmnm 94.586m 1094.5865654.010114.010911.2933=⨯=⨯⨯⨯=∆⋅=---D x d λm 1029.03105.03)()()(33--⨯=⨯=∆==D D u D u m B()()()[]mm1036.0001.0001.00001.00001.0301561)(32222612-=⨯=+-++-++-⨯=⨯=∆∑i iA x u ν mm 1058.03001.03)()(3-⨯==∆∆=∆x x u m Bmm 1068.0)1058.0()1036.0()()()(3232322---⨯=⨯+⨯=∆+∆=∆x u x u x u B A()()[]mm1036.0001.00001.0001.0001.00301561)(22222612-=⨯=++-+-++⨯=⨯=∑i i A d u ν mm 1058.03001.03)()(3-⨯==∆=d d u m Bmm 1068.0)1058.0()1036.0()()()(332322---⨯=⨯+⨯=+=d u d u d u B A%5.000512.0911.21058.0114.01058.05654.01029.0)()()()(232323222≈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=---d d u x x u D D u u cr λ nm 3005.300512.094.586)()(≈=⨯=⋅=λλλcr c u unm )3587()(±=±=λλλc u。

双棱镜干涉测波长资料

双棱镜干涉测波长资料

双棱镜干涉测波长资料双棱镜干涉是一种常见的光学干涉实验,通过使用两个棱镜来创建和测量光的干涉条纹,从而测量光波的波长。

以下是双棱镜干涉测波长的一些资料。

一、实验原理双棱镜干涉实验的原理是利用两个棱镜来拆分和重新组合光波,从而在空间中产生干涉现象。

当光通过棱镜时,会被折射并偏转一定的角度。

通过调整两个棱镜之间的距离和角度,可以使得从两个棱镜出来的光波在空间中产生干涉现象,形成明暗交替的干涉条纹。

干涉条纹的间距与光波的波长有关,可以根据干涉条纹的间距来计算光波的波长。

具体来说,假设两个棱镜之间的距离为d,棱镜的折射率为n,入射光的角度为θ,则干涉条纹的间距可以表示为:Δx = λ × n / (2 × sinθ)其中,λ为光波的波长,n为棱镜的折射率,θ为入射光的角度。

二、实验步骤1.准备实验器材:两个相同尺寸的三棱镜、单色光源(如激光笔)、角度计、尺子、实验用的记录纸和笔等。

2.将两个棱镜放置在一张记录纸上,调整两个棱镜之间的距离和角度,使得从两个棱镜出来的光波在空间中产生干涉现象,形成明暗交替的干涉条纹。

3.用单色光源(如激光笔)照射棱镜,使光线垂直于棱镜的平面。

调整光源与棱镜的距离,使得光线可以通过棱镜并照射到干涉条纹上。

4.用角度计测量入射光的角度,并记录下来。

5.用尺子测量干涉条纹之间的距离,并记录下来。

6.改变光源与棱镜的距离或调整棱镜之间的角度,重复步骤2至步骤6,得到多组数据。

7.利用上述公式计算光波的波长,并求出平均值。

三、注意事项1.在实验过程中要保持安静,避免由于环境的干扰而影响实验结果。

2.确保两个棱镜之间的距离和角度调整准确,以免影响干涉条纹的形状和间距。

3.在测量角度和干涉条纹间距时要准确细致,避免误差过大。

4.在使用激光笔等光源时要注意安全,避免直射眼睛或照射易燃物品。

5.在计算光波波长时要根据多组数据求平均值,以提高结果的准确性。

四、实验结果分析根据实验数据,利用上述公式可以计算出光波的波长。

29双棱镜

29双棱镜

172 实验二十九 双棱镜干涉菲涅耳双棱镜是一种分割波阵面而获得相干光的光学元件,可用它来作光的干涉实验,测量光波波长。

它通过对毫米量级的长度测量,可以推算出小于微米量级的光波波长。

实验目的1.观察双棱镜干涉现象,了解双光束干涉的方法;2.用双棱镜测定光的波长。

实验原理 两个独立的实际光源一般是很难产生干涉的,要干涉就必须有相干光源。

在一般情况下可将一束光用分振幅法或者是分波振面(波前)法,变成相干光。

双棱镜是一块顶角接近于180 ,折射角很小的三棱镜。

双棱镜亦可看作是由两块折射角很小,一直角边相接的直角三棱镜组合而成。

用单色光照明狭缝S (与双棱镜的棱边平行),由缝射出的光波通过双棱镜P 后,其波前便分割为两部分,各自向不同方向传播,可以把它们等价地看成是由两个符合相干条件的虚光源S 1、S 2所发出的柱面波,若在两光波叠加的区域中任意位置放d O 图29-1 双棱镜干涉d x k P 图29-2 双缝干涉的光程差173 一观察屏,就可以看到明暗相间的干涉条纹,条纹的取向与狭缝平行,如图29-1所示。

若已知S 1、S 2间的距离d ,S 1、S 2所在平面与观察屏间的距离为D 。

观察屏中央O 点与S 1、S 2的距离相等,则由S 1、S 2射来的两束光的光程差等于零,如图29-2所示。

在O 点处两光波相互加强,形成中央明条纹。

其余的明条纹分别排列在O 点的两侧。

若P 为观察屏上任意点,距中央O 为x ,在D 比d 大很多时,△S 1S 2S 1'与△SOP 可看作是相似三角形,因为∠PSO 很小,可用直角边D 代替斜边,于是有δd x D≈ 当 δλλ===⎫⎬⎪⎪⎭⎪⎪xd D k x D d k k =0,±1,±2,… ①时,两束光在P 点相互加强,形成明条纹。

当 δλλ==-=-⎫⎬⎪⎪⎭⎪⎪xd D k x D d k ()()212212 k =±1,±2,… ②时,两束光在P 点相互削弱,形成暗条纹。

双棱镜实验报告总结

双棱镜实验报告总结

双棱镜实验报告总结双棱镜实验是一种经典的光学实验,通过研究光在双棱镜中的传播与偏折规律,探究光的折射现象。

本次实验以双棱镜的入射角和折射角的变化关系为基础,进一步研究了双棱镜的折射定律和折射角与入射角之间的关系。

通过本次实验,我深入了解了折射现象及其规律,并从中得到了一些有意义的结论。

在实验中,我首先使用一个光源和一个双棱镜组成光学系统,通过调整光源和双棱镜的位置,使得光线垂直入射到双棱镜的一棱上,观察光线的折射情况。

实验中我发现,无论角度如何改变,光线都会从一棱射入双棱镜的材料中,并在材料内发生折射,然后再次折射出来,并以一个特定角度离开双棱镜。

我按照实验要求测量了入射角和折射角的数值,并绘制了入射角和折射角之间的关系曲线,发现了折射定律的存在并得到了数学表达式。

通过仔细观察数据和曲线,我发现了一些重要的实验现象和实验结果。

首先,我发现入射角和折射角之间存在着一个正比例的关系,即折射角随着入射角的增加而增加,当入射角增加到一定值后,折射角也会增加到一定值,并最终达到稳定状态。

同时,我还发现了一个重要的结论,那就是光线在经过双棱镜折射后,如果继续用一块与双棱镜材料相同的材料做折射介质,光线的方向将不再改变,呈现直线传播的状态。

在实验过程中,我还发现了一些不确定因素对实验结果的影响。

首先,由于光线在折射过程中容易发生偏折和散射,因此在实验中需要保持光线的稳定和准直性,避免因为非理想条件的影响而导致实验结果不准确。

其次,双棱镜的表面质量和形状对光线的传播也有一定的影响,因此在实验中需要选择质量好、形状规则的双棱镜进行实验。

最后,实验环境的温度和湿度变化也可能对光线折射产生一定的影响,因此需要在恒湿、恒温的环境中进行实验,以保证实验结果的准确性。

通过本次实验,我对光的折射现象及其规律有了更深入的理解。

我明白了光线在不同介质中传播时的变化规律和数学表达式,也了解了一些实验中可能遇到的问题和需要注意的事项。

双棱镜干涉实验

双棱镜干涉实验

双棱镜干涉实验双棱镜干涉实验是一种经典的光学实验。

它利用双棱镜将入射光分成两束光线,然后再让两束光线重新相遇,形成干涉条纹,从而研究光的干涉现象。

以下将介绍双棱镜干涉实验的原理、实验步骤和实验结果等内容。

一、实验原理1.干涉现象在介质边缘,当光线从一种介质进入另一种介质时,会发生反射和折射两种现象。

如果入射光线与介质表面成一定角度,同时介质表面具有平行的微小凹凸,就会发生干涉现象。

干涉的产生是由于反射光与折射光在一定条件下加强或相消的结果。

双棱镜是一种由两个尖端相对的三棱镜组成的光学器件。

双棱镜干涉实验中,通过将入射光线分成两束光线,然后再让两束光线重新相遇,形成干涉条纹。

其中一束光线是由顶面的反射光构成的,另一束光线是由斜面的折射光构成的。

两束光线相遇后,在空气中形成干涉条纹,用显微镜观察即可。

3.干涉的条件(1)光波长应该是一定的。

(2)两条干涉光线的振幅应该是一致的。

二、实验步骤1.制备准备一个几何平双棱镜、一支白色的 LED 手电筒、一台相机和一个红色滤光片。

将手电筒置于几何平双棱镜的一侧,以使双棱镜的光轴与手电筒的光轴垂直。

将红色滤光片放在相机的前面以便观察干涉条纹。

2.实验操作打开手电筒并将光线照向双棱镜上。

用相机拍摄出照射双棱镜的光斑。

将滤光片调整到最佳位置,观察干涉条纹。

3.记录结果记录所有实验结果,包括干涉条纹的形态、数量等。

三、实验结果在实验过程中,我们可以清晰地观察到干涉条纹的形态、数量和亮度等。

当两束干涉光线相遇时,如果它们的相位差为奇数倍的半波长,就会出现暗条纹;如果相位差为偶数倍的半波长,就会出现亮条纹。

实验结果可能因几何平双棱镜的不同而有所不同,不过大致上都应该能够观察到干涉条纹的形成。

四、实验注意事项1.在进行双棱镜干涉实验时,要注意保持实验环境的稳定性。

2.调整实验仪器时,要仔细调整各个部件的位置,以消除可能存在的误差。

3.拍摄干涉条纹时,要注意调整相机的曝光时间,保证能够拍摄到清晰的干涉条纹。

双棱镜干涉原理

双棱镜干涉原理

双棱镜干涉原理
双棱镜干涉是一种重要的干涉现象,它是由两个平行的玻璃棱镜组成的干涉仪
器产生的。

当一束平行光通过双棱镜时,会在棱镜内部发生干涉现象,从而产生出一系列干涉条纹。

这些干涉条纹的出现,揭示了光波的波动性质和光的干涉现象。

双棱镜干涉原理的基础是光的波动性质。

根据光的波动理论,光波在空间传播
时会产生波峰和波谷,当两束光波相遇时,它们会发生叠加干涉现象。

而双棱镜干涉正是利用了这一原理。

当一束平行光通过双棱镜时,会被分成两束光线,分别经过两个平行的玻璃棱镜,然后再次汇聚在一起。

在这个过程中,两束光线会产生相位差,从而形成干涉条纹。

双棱镜干涉现象的产生与光的波长和棱镜之间的夹角有关。

当光波通过双棱镜时,会根据光的波长和棱镜之间的夹角产生不同的相位差,从而在干涉条纹上表现出不同的亮暗条纹。

这些干涉条纹的形成,可以用来测量光的波长和棱镜的夹角,从而揭示出光的波动性质和干涉现象。

双棱镜干涉原理的应用十分广泛。

在实验室中,双棱镜干涉可以用来测量光的
波长和棱镜的夹角,从而研究光的波动性质。

在工业生产中,双棱镜干涉可以用来检测光学元件的表面质量和精度。

在科学研究中,双棱镜干涉可以用来研究光的干涉现象和波动性质,从而推动光学领域的发展。

总的来说,双棱镜干涉原理是光学领域中的重要概念,它揭示了光的波动性质
和干涉现象。

通过对双棱镜干涉的研究和应用,可以更深入地理解光的性质和行为,从而推动光学领域的发展和进步。

实验5.4 测量双棱镜的锐角及折射率

实验5.4 测量双棱镜的锐角及折射率

双棱镜外观
双棱镜立体图
双棱镜俯视图
双棱镜两锐角A和B
A
B
1. 双棱镜两锐角的测量原理及测量公式。
自准直法测双棱镜 锐角光路图
望远镜(θ2′,
θ2)
B
测量公式
B = 180 ° − 1 [(θ 2 − θ 1 ) + (θ 2′ − θ 1′ )] 2
望远镜(θ1′, θ1)
2.干扰像的排除
AB面垂直入射时的干扰像
B
2பைடு நூலகம்
A
3 1
干扰像 3′
1′
干扰像2′
CB面的干扰像
干扰像
3. 双棱镜折射率的测量原理及测量公式
C
测量双棱镜玻璃 折射率的光路图。 测量原理及测量公式
B
光线2 的折射 角i′=B
光线2 的入 射角i 光线2 光线1
双棱镜折射率的测量原理及测量公式
C
测量双棱镜玻璃 折射率的光路图。
B
光线2 的折射 角i′=B
光线2 的入 射角i
测量原理及测量公式 光线1在AB面垂直入射并 沿原路返回。 光线2 在AB面斜入射,经折射后 在BC面垂直入射,最后沿原 路返回。
i = 1 2
光线2 光线1
(θ1′,θ1) (θ2′,θ2)
(θ 2
′ − θ 1 ) + (θ 2 − θ 1′ ) ,
n = sin i / sin B
双棱镜立体图双棱镜俯视图双棱镜两锐角a和b自准直法测双棱镜锐角光路图干扰像2
实验5.4 测量双棱镜的锐角及折射率 实验
【设计方案提示】 设计方案提示】 1. 画出光路图,叙述双棱镜两锐角的测量原理并给出测量公式。 2. 用光路图说明如何排除干扰像。 3. 画出光路图,叙述双棱镜折射率的测量原理并给出测量公式。 4. 拟定实验步骤。 5. 列出实验数据表格。

双棱镜测定波长的方法

双棱镜测定波长的方法

双棱镜测定波长的方法
双棱镜测定波长的方法是利用双棱镜的色散性质来测定光的波长。

该方法基于光的不同波长通过双棱镜后的折射角不同的原理。

具体步骤如下:
1. 安装双棱镜:先将双棱镜固定在支架上,并调整好双棱镜的位置。

2. 发射光:通过光源发射一束单色光,并将光线引入到双棱镜中。

3. 观察折射光:观察通过双棱镜后的折射光现象,通常会出现色散现象,即不同波长的光会有不同的偏折角度。

4. 记录数据:测量不同波长的光通过双棱镜后的折射角度,并记录下来。

5. 数据处理:通过计算折射角度和已知的棱镜参数,可以反推出光的波长,通常使用折射定律和色散公式来进行计算。

6. 波长测量:根据计算得到的结果,即可获得光的波长。

需要注意的是,在实际操作过程中,由于棱镜自身的特性和光源的发射情况等会引起一定误差,因此进行多次测量并取其平均值,可以提高结果的准确性。

双棱镜干涉

双棱镜干涉

u( )
E u( ) 100%
实验结果的定性分析
提示:根据实验条件和各 物理量的测量方法,定性分析 误差来源,说明其对实验结果 准确度的影响
问题思考
本实验采用激光光源,若 用钠光作光源,双棱镜产生的 干涉条纹有无变化?用白光照 射时,干涉条纹怎样变化,请 描绘出干涉图样。
在双棱镜和测微目镜间插入透镜L, 移动L,可观察到两个位置成清晰的实像, 记录虚光源缩小像的间距 b 和放大像的
间距 b ,并测量相应的像距及物距。对 应于b 和 b的像距及物距的关系为:
u v u v
以上均须测量6次。
5、用米尺测量虚光源到测微目镜 分划板(观察屏)间的距离D.
几点说明
1、注意两个虚光源的位置在双棱镜附 近,实验中不要测错物距。
双棱镜干涉
菲涅耳双棱镜实验是一种分波阵面 的干涉实验,实验装置简单,但设计思 想巧妙。它通过测量毫米量级的长度, 可以推算出小于微米量级的光波波长。
1881年菲涅耳用双棱镜实验和双面 镜实验再次证明了光的波动性质,为波 动光学奠定了坚实的基础。
项目
实验原理 实验仪器 实验内容 操作要点
数据处理 问题思考
数据处理之一
1、根据测得的20个暗条纹的位置坐标,用逐
差法计算x 值,并计算u(x) 值。
提示:u(x) 的A类分量计算
设 l x10 j x j j 1、2、、10

10 x10 j x j i
l i1
n
n 1,2,,10
u(l)
10
2
x10 j x j l
i 1
实验原理
S1 a S0
S2
D
菲涅耳双棱镜可以看作两块底面相接、 棱角很小的直角棱镜合成的。当单色狭条 光源S0从棱镜正前方照射时,经双棱镜折射, 成为两束相重叠的光,它相当于光源S0 的 两个虚像S1、S2射出的光(相干光),在 两束光相重叠的区域内产生明暗相间的干 涉条纹.

《双棱镜干涉》课件

《双棱镜干涉》课件

通过对双棱镜干涉实验的拓展和改进 ,可以更好地满足不同领域的需求, 为科学研究和技术创新提供更多可能 性。
拓展方向包括提高测量精度、扩大测 量范围、实现实时动态测量等;改进 方向包括优化实验装置、提高实验效 率、降低实验误差等。
THANKS.
当光波遇到障碍物或孔洞时,会 发生衍射现象,即光波绕过障碍 物或孔洞,继续向前传播。
光的干涉现象
光的干涉是指两束或多束相干光波在 空间某些区域相遇时,相互叠加产生 加强或减弱的现象。
干涉现象是光的波动性的重要表现之 一,是光学研究中的重要内容之一。
双棱镜干涉实验装置
双棱镜干涉实验装置通常由两个等腰直角棱镜组成,其中一个棱镜被劈成两个等 大的部分。
实验时,单色光源(如激光)发出的光束经过分束器后分为两束相干光波,分别 经过两个棱镜反射后再相遇。
双棱镜干涉实验原
02

光的干涉条件
1 2
频率相同
干涉现象的产生要求两束光具有相同的频率。
有恒定的相位差
干涉现象要求两束光在相遇时具有恒定的相位差 。
3
振动方向相同
干涉现象要求两束光具有相同的振动方向。
双棱镜干涉实验结
04
果分析
干涉条纹的分布与变化
干涉条纹分布
01
在双棱镜干涉实验中,干涉条纹通常会在屏幕上呈现,条纹的
分布和变化可以反映光波的相干性和波动性。
条纹变化规律
02
干涉条纹的分布和变化遵循一定的规律,如等间距、对称分布
等,这些规律可以通过理论计算和实验观察进行验证。
条纹移动与相位差
03
当光源、棱镜或屏幕位置发生变化时,干涉条纹会发生移动,
双棱镜干涉实验的
05

菲涅尔双棱镜

菲涅尔双棱镜

菲涅尔双棱镜菲涅尔双棱镜是一种光学元件,广泛应用于光学传感器、成像系统以及照明等领域。

它的特点是结构简单、重量轻、使用方便,并且具有良好的光学性能。

本文将介绍菲涅尔双棱镜的基本原理、制作工艺和应用领域。

基本原理菲涅尔双棱镜利用菲涅尔透镜的原理,通过在平面上雕刻一系列的圆环形光阑来实现光学聚焦。

菲涅尔透镜是由一系列圆环形的等弧形光阑组成,每一圈光阑的面积逐渐增大,光线进入后会被透镜表面的曲面透镜和光阑交替的结构所改变,从而产生聚焦效果。

菲涅尔双棱镜的优点之一是光路长度小,因为它不需要像传统透镜那样有一个较大的曲率。

在传统透镜中,光线通过镜面时会受到不必要的折射,从而导致光路长度增加。

而菲涅尔双棱镜通过透镜表面的圆环形光阑来控制光线的传播,降低了不必要的折射,因此光路长度较短。

制作工艺菲涅尔双棱镜的制作工艺相对简单,通常可以通过以下步骤实现:1.设计光学参数:根据所需的光学参数,如聚焦距离、入射孔径等,确定适合的菲涅尔双棱镜参数。

2.绘制图案:使用计算机辅助设计软件或专业绘图软件,绘制菲涅尔双棱镜的光阑图案。

3.制作模具:根据绘制的光阑图案,制作出适合的模具,通常可以使用计算机数控机床进行切割或激光切割等工艺。

4.模具压制:将模具放置在光学材料上,使用适当的压力和温度对其进行压制,使光阑图案可以被复制到光学材料上。

5.抛光和涂层:对压制好的菲涅尔双棱镜进行抛光,使其表面光滑。

然后,可以根据需要进行涂层处理,以提高透射率和反射率。

制作完成后的菲涅尔双棱镜可以具有精确的光学性能和较高的光学效率。

应用领域菲涅尔双棱镜由于其特殊的制作工艺和优异的光学性能,被广泛应用于以下领域:光学传感器菲涅尔双棱镜可以用于光学传感器中,用于检测和测量光线的强度、方向和位置等参数。

例如,在自动聚焦相机中,菲涅尔双棱镜可以用作自动对焦系统的关键元件,通过对光线的聚焦来实现清晰的图像拍摄。

光学成像系统菲涅尔双棱镜也可以用于光学成像系统中,如放大镜、望远镜和显微镜等。

菲涅尔双棱镜

菲涅尔双棱镜

菲涅尔双棱镜1. 简介菲涅尔双棱镜是一种基于菲涅尔原理设计的光学元件。

它由一系列平行的棱镜片组成,可以用于分光、聚光和折射光的纠正等应用。

菲涅尔双棱镜因其独特的设计和优异的光学性能而广泛应用于望远镜、显微镜、相机镜头等光学仪器中。

2. 菲涅尔原理菲涅尔原理是菲涅尔双棱镜设计的基础。

根据菲涅尔原理,光线通过棱镜片时,会发生折射和反射。

通过适当地选择棱镜片的大小、形状和位置,可以实现对光线的控制和调整。

3. 菲涅尔双棱镜的结构菲涅尔双棱镜的结构由一系列具有相同形状和大小的棱镜片组成。

每个棱镜片都是由切割薄片的方式得到的,具有切割较深的棱线和切割较浅的槽线。

这种结构使得菲涅尔双棱镜具有更小的厚度和更轻的重量,同时保持了良好的光学性能。

4. 菲涅尔双棱镜的工作原理菲涅尔双棱镜的工作原理可以通过菲涅尔原理来解释。

当光线通过菲涅尔双棱镜时,由于棱镜片的切割结构,光线会被折射和反射多次。

这种多次折射和反射可以改变光线的传播方向和强度,实现对光线的分光、聚光和纠正等功能。

5. 菲涅尔双棱镜的应用菲涅尔双棱镜由于其优异的光学性能,被广泛应用于各种光学仪器中。

以下是一些常见的应用场景:•望远镜:菲涅尔双棱镜可以用于望远镜中的物镜和目镜,帮助改善光线的聚焦和纠正,提高成像质量。

•显微镜:菲涅尔双棱镜可以用于显微镜中的物镜和眼镜,帮助改善光线的聚焦和纠正,提高细节的分辨率。

•相机镜头:菲涅尔双棱镜可以用于相机镜头中的透镜和棱镜组,帮助改善光线的聚焦和纠正,提升照片的清晰度和色彩还原度。

•光学信号处理:菲涅尔双棱镜可以用于光学信号处理中的分光和反射,帮助实现光信号的分析和处理。

6. 菲涅尔双棱镜的优势菲涅尔双棱镜相对于传统的光学元件具有以下优势:•厚度小:由于菲涅尔双棱镜的切割结构,其厚度可以大大减小,减轻了光学仪器的重量。

•光学性能优异:菲涅尔双棱镜经过精确的设计和制造工艺,具有更好的光学性能,能够改善光线的聚焦和纠正。

双棱镜说明书

双棱镜说明书

前言光的干涉现象是光波动说的基础,而有两束相干光是干涉的必要条件。

在实验中,通常是把由同一光源发出的光提成两个相干光束。

产生相干光的方式可以分为两种:分振幅的干涉和分波阵面的干涉,前者我们在迈克尔逊干涉仪的实验中已经学习过;本实验则是关于分波阵面干涉的典型例子。

【实验目的】1.掌握菲涅耳双棱镜获得双光束干涉的方法;2.观测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;3.用双棱镜测定光波的波长。

【实验仪器】半导体激光器,扩束镜,双棱镜,二维调节架,透镜,光电接受组,数字检流计,光具座等【实验原理】图1所示为经典的杨氏双缝干涉实验,是英国科学家托马斯.杨在19世纪初设计的。

点光源S发光,其波阵面经S1、S2双缝分为两束,当符合相干条件时,在两个子波阵面交会的区域干涉,形成明暗相间的平行直条纹。

图1正是这个实验,给始于牛顿和惠更斯的关于光的本质的争论中的波动说增长了重要的砝码。

然而,微粒说的拥护者对该实验提出质疑,认为明暗相间的条纹并非真正的干涉图样而是光通过狭缝时发生的复杂变化。

对此非议,在接下来的几年间,菲涅尔设计了几个撇开狭缝的干涉实验,为杨的实验提供了强有力的支持,下面我们就介绍其中之一的双棱镜干涉实验。

如图2所示,将一块平玻璃板的上表面加工成两楔形,两端与棱脊垂直,楔角较小(一般小于1度)。

当单色光源照射在双棱镜表面时,经其折射后形成两束仿佛由两个光源发出的光,即两列光波的频率相同,传播方向几乎相同,相位差不随时间变化,那么,在两列光波相交的区域内,光强的分布是不均匀的,满足光的相干条件,称这种棱镜为双棱镜。

图2 图3所示就是菲涅尔182023设计的双棱镜干涉实验示意图。

杨氏干涉实验中的双狭缝被一个双棱镜所取代。

光源S发出的光经双棱镜折射而形成两束光,可视为分别从虚光源S1、S2发出。

在两光束相交的区域放置观测屏,在P1、P2区间就可以观测到干涉条纹。

双棱镜干涉条纹空间分布特点

双棱镜干涉条纹空间分布特点

双棱镜干涉条纹空间分布特点嘿,大家好!今天咱们聊聊一个看似高深但其实挺有趣的物理现象——双棱镜干涉条纹的空间分布。

这玩意儿听起来有点复杂,但别急,我会用最简单的语言,把它说得明明白白的,保证你听了之后,像吃了蜜一样甜!1. 双棱镜的基本概念1.1 双棱镜是什么?首先,双棱镜就是由两个棱镜组合在一起的一个光学装置。

想象一下你手上有两个小巧的三角形玻璃片,把它们的底边靠在一起,就成了一个双棱镜。

它的神奇之处在于,当光线穿过它们的时候,光线会被折射和干涉,形成各种有趣的图案。

就像你在水面上丢一块石子,水面上会出现波纹一样,只不过我们现在在观察的是光的“波纹”。

1.2 干涉条纹是什么?干涉条纹其实是光波叠加后的结果。

当光波从两个不同的路径经过后,它们会以不同的方式重叠在一起,这种叠加就会产生我们看到的条纹。

有点像在热锅上摔一块黄油,咕嘟咕嘟的声音,光的条纹也是那样叠加和互动的。

2. 双棱镜干涉条纹的空间分布2.1 条纹的形成原理现在,我们来揭开双棱镜干涉条纹的神秘面纱。

光线从一个光源射入双棱镜,通过第一个棱镜时,光线会发生折射,然后在第二个棱镜中继续折射,最后出来的时候,光线的路径会发生变化。

这样一来,光波在空间中交错重叠,形成了我们看到的干涉条纹。

这就好比你把不同颜色的画笔在纸上乱涂,最后会得到一幅五彩斑斓的图案。

2.2 条纹的分布特点这些干涉条纹的分布,可谓千变万化。

如果我们把双棱镜放在不同的位置或者角度,条纹的间距和形状也会变化。

这就像你把灯光照在不同的墙壁上,影子就会变得不一样。

通常,这些条纹呈现出的是规则的间隔,但在某些情况下,可能会出现一些不规则的图案。

这些变化主要取决于光的波长、棱镜的角度,以及观察的位置。

简单来说,就是光线经过不同的折射和干涉后,呈现出不同的视觉效果。

3. 实际应用与观察3.1 实际应用你可能会问,这些干涉条纹有啥用?其实,它们在很多科学实验和技术应用中都发挥着重要作用。

双棱镜

双棱镜

双棱镜用菲涅耳双棱镜测量光的波长张宏亮 0930*******实验目的1.要求掌握光的干涉的有关原理和光学测量的一些基本技巧2.掌握不确定度的计算。

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。

图1其中,d是两虚光源的间距,D是光源到观察屏的距离,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,即△ , =△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ƒ的凸透镜L,当D>4ƒ时,可移动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图2 二次成像光路间距d1和d2,则由几何光学可知:d=(2)实验装置图为测微目实验内容1.观察双棱镜的干涉现象1.改变光源、狭缝、双棱镜、测微目镜的位置,观察干涉条纹的变化情况,包括条纹间距、清晰程度、总的条纹数目、亮度等。

2.转动狭缝、双棱镜、测微目镜,观察干涉条纹的变化情况,包括条纹间距、清晰程度、总的条纹数目、亮度等。

3.将狭缝、双棱镜、测微目镜分别遮住一半时干涉条纹如何变化?为什么?2.观察二次成像时的放大像和缩小像1.改变测微目镜和狭缝的间距使得能看到狭缝的放大像和缩小像(测微目镜和狭缝的间距和透镜焦距有何关系?)。

2.转动双棱镜、透镜会对所成的放大像、缩小像产生什么影响?3.测量钠灯黄光的波长(测量过程当中双棱镜位置不能改变,为什么?)实验记录改变光源、狭缝、双棱镜、测微目镜的位置,观察干涉条纹的变化情况1.光源、狭缝、双棱镜不动,移动测微目镜时干涉条纹的变化情况:将测微目镜与双棱镜的距离从较小(10.00cm左右)逐渐变大时,开始竖直条纹的间距随着测微目镜与双棱镜的距离的增大而增大,当两者距离增大到30.00cm以上时,开始出现水平条纹,并且继续增大两者距离时水平条纹逐渐变清晰,竖直条纹变得不清晰。

测量双棱镜的锐角及折射率

测量双棱镜的锐角及折射率
• 实验简介 • 实验目的 • 实验仪器 • 实验原理 • 实验内容 • 数据记录 • 注意事项
实验简介
上个学期我们学习了分光计的调节与使 用,并且利用调整后的分光计测量得到三棱 镜的顶角及最小偏向角,然后计算出三棱镜 的折射率。
双棱镜是也是一种典型的光学器件,它 拥有两个非常小的锐角(0.5°-1°之间)和 一个非常大的钝角,主要应用于光的干涉实 验中。今天的试验中,主要就是利用自准直 法在分光计上测量得到双棱镜的两锐角的大 小。。
放置双棱镜后观察望远镜筒的分划板
正面入射观察
反面入射观察
数据记录
用自准直法测双棱镜两锐角
测量 内容
AB面的法线方向 θ
游标 I 游标II
AC面的法线方 BC面的法线方
向 θ’
向 θ”
游标I 游标II 游标I 游标II
1 测 量2 次 数3
4
5
6
平均 值
两锐角
பைடு நூலகம்
φ1
φ2
注意事项
1、光学元件要轻拿轻放,以免损坏。切忌用手触摸光学面。
实验目的
• 了解什么是双棱镜,以及双棱镜的用 途。
• 巩固分光计的原理及调节方法。 • 独立分析实验的原理及独立设计实验
步骤,加强分析问题及解决实际问题 的能力。
实验仪器
分光计
双棱镜
B
A C
实验原理
正面入射光路图
反面入射光路图
实验内容
画出光路图,确定需要的数据,设计实验 思路,写出实验原理及实验步骤
调节分光计望远镜光轴垂直于分光计中心 转轴(各半调节法)
放置双棱镜,按照设计步骤进行测量并记 录数据
调节望远镜的主光轴与分光计转轴垂直 (各调1/2法)

菲涅耳双棱镜题

菲涅耳双棱镜题

菲涅耳双棱镜题一、菲涅耳双棱镜的定义菲涅耳双棱镜,又称法蓝克双棱镜,是由法国物理学家奥古斯丁·菲涅耳于19世纪提出的一种光学装置。

它是由两个相互接触的三角形棱镜构成,通常使用玻璃或其他透明材料制成。

菲涅耳双棱镜常被用于天文学和物理学实验中,其独特的结构使得光线能够被折射和干涉,从而展现出一系列有趣的光学现象。

二、菲涅耳双棱镜的原理菲涅耳双棱镜的原理是基于光的折射和干涉现象。

当光线从一种介质(如空气)射入到另一种介质(如玻璃)时,光线会发生折射现象,即光线的传播方向改变。

在菲涅耳双棱镜中,光线由一个三角形棱镜折射到另一个三角形棱镜,并在两个棱镜之间形成干涉。

三、菲涅耳双棱镜的结构菲涅耳双棱镜的结构由两个相互接触的三角形棱镜组成。

每个三角形棱镜被等分成多个小棱镜,这些小棱镜被称为“菲涅耳棱镜”,每个菲涅耳棱镜都位于棱镜表面的一个三角形区域内。

这种结构使得光线能够在不同的菲涅耳棱镜间反复折射,从而产生干涉现象。

四、菲涅耳双棱镜的折射当光线从空气射入到玻璃时,由于光的折射现象,光线的传播方向发生改变。

菲涅耳双棱镜中的光线也会发生折射,但由于棱镜表面的形状特殊,折射的规律与普通玻璃棱镜不同。

五、菲涅耳双棱镜的干涉当光线从一个菲涅耳棱镜折射到另一个菲涅耳棱镜时,光线之间会发生干涉现象。

干涉是指两束或多束光线相遇时所产生的光学效应。

菲涅耳双棱镜的干涉现象非常复杂,不同的入射角度、折射角度和波长会产生不同的干涉图案。

六、菲涅耳双棱镜的应用菲涅耳双棱镜具有广泛的应用领域,在天文学、物理学和光学实验中有重要的作用。

以下是一些菲涅耳双棱镜的应用:1.天文学观测:菲涅耳双棱镜可以用于研究星体的光谱和干涉现象,从而了解宇宙的组成和演化。

2.物理学实验:菲涅耳双棱镜可以用于研究光的干涉和衍射现象,验证光的波动性质。

3.光学仪器:菲涅耳双棱镜可以用于制造光具、显微镜和望远镜等光学仪器,提高光学仪器的分辨率和性能。

4.光学传感器:菲涅耳双棱镜可以用于制造光学传感器,用于测量和探测光学信号。

课件双棱镜干涉

课件双棱镜干涉
从光源发出的光,经双棱镜折射后分两束,这两束光好像分别从两个光源 、 发出的一样。满足相干条件,则在两束光相遇的空间形成稳定的干涉场在光路中垂直放一光屏,在屏上即可形成明暗相间的干涉条纹。
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

菲涅尔双棱镜 (2)

菲涅尔双棱镜 (2)

菲涅尔双棱镜引言菲涅尔双棱镜是一种特殊的光学元件,由法国物理学家Augustin-Jean Fresnel于19世纪初发明。

菲涅尔双棱镜常用于光学实验、光学仪器和光学系统中,具有多种应用。

本文将介绍菲涅尔双棱镜的原理、结构和应用。

原理菲涅尔双棱镜基于菲涅尔衍射原理,利用光的衍射和干涉现象来实现光的分解和合成。

该双棱镜由许多等分的棱形槽组成,形成一系列类似于棱柱的表面。

当光线通过这些槽时,会发生衍射现象,导致光的方向发生弯曲。

菲涅尔双棱镜的衍射效应是由于光线在不同边界之间发生干涉引起的。

当光线通过双棱镜的棱形槽时,会在槽的边界上发生干涉,产生新的光线。

这些光线合成后,会形成新的波前,与原始波前发生相位差。

这种相位差导致光线的方向发生改变,从而实现了光的分解和合成。

结构菲涅尔双棱镜通常由透明材料制成,如玻璃或塑料。

它的结构由一系列等宽的棱形槽组成,这些槽在一个平面上紧密排列,形成一个类似于棱角的表面。

每个棱形槽的宽度和深度相等,使得光线通过时会发生衍射。

菲涅尔双棱镜通常分为两种类型:透镜和反射镜。

透镜型菲涅尔双棱镜通过把光线聚焦或分散来实现光的变焦效果。

反射镜型菲涅尔双棱镜通过将光线反射来实现光的分解和合成。

应用菲涅尔双棱镜具有广泛的应用领域,包括以下几个方面:1.光学实验:菲涅尔双棱镜常用于光学实验室中,用于观察和研究光的干涉和衍射现象。

它可以帮助研究人员深入理解光的行为和性质。

2.光学仪器:菲涅尔双棱镜被广泛应用于各种光学仪器中,如显微镜、望远镜和摄影镜头。

它可以改善光学系统的分辨率和成像质量,提高光学仪器的性能。

3.光学系统:菲涅尔双棱镜也被应用于光学系统中,如激光器、光通信系统和光学传感器。

它可以帮助控制和调节光的传输和分布,优化光学系统的功能和效果。

4.护眼镜:菲涅尔双棱镜还被应用于护眼镜中,用于调节眼球的焦距和视觉质量。

它可以帮助人们纠正近视或远视的问题,改善视力和舒适度。

总结菲涅尔双棱镜是一种重要的光学元件,利用菲涅尔衍射原理实现光的分解和合成。

双棱镜干涉条纹空间分布特点

双棱镜干涉条纹空间分布特点

双棱镜干涉条纹空间分布特点1. 引言嘿,朋友们!今天咱们聊聊一个听起来有点高深,但其实很有趣的主题——双棱镜干涉条纹。

乍一听,这名字就让人感觉像是在听天书,但别急,让我来为大家捋一捋。

干涉条纹,这个词可能会让你想到那些神秘的科学实验,但其实,它和我们生活中许多现象息息相关。

就像是那句老话:“好奇心害死猫”,可实际上,正是这种好奇心推动了科学的发展。

所以,跟我一起来探讨一下这个光的世界吧!2. 双棱镜的基本原理2.1 什么是双棱镜?首先,双棱镜是什么东西呢?想象一下,两个三角形拼在一起,形成一个有点像山的形状。

这就是双棱镜了。

它的神奇之处在于,可以把光线分成不同的颜色,就像我们在雨后看到的彩虹一样。

科学家们就是利用这个原理来研究光的特性。

2.2 干涉现象的产生那么,干涉条纹是怎么来的呢?其实,光是一种波,当两束光相遇时,就会发生干涉现象。

这就像是两个人在舞池里跳舞,踩到同一个节拍,结果就形成了一种和谐美妙的舞姿。

但是,如果他们的节奏不一致,那就会产生一种杂乱的感觉,这就是干涉现象的精髓所在。

在双棱镜的作用下,光波相遇时,就会形成一条条清晰的干涉条纹,简直是美得不可思议。

3. 空间分布特点3.1 条纹的形成说到干涉条纹,它们的形成过程就像是下棋,分布得井井有条。

光波在空间中传播时,某些地方的光强叠加在一起,形成亮条纹;而在另一些地方,光波互相抵消,形成暗条纹。

这就像是天地间的阴阳平衡,有明有暗,才有了这幅光的画卷。

3.2 条纹的间距与影响因素再来聊聊这些条纹的间距,嘿,这可是个有趣的话题!干涉条纹的间距与光的波长、入射角以及棱镜的几何形状都有关系。

简单来说,如果你用的光波长比较短,那么条纹间隔就会变得更近,反之则会拉得很远。

这就像是在不同的舞会上,舞者的步伐有快有慢,形成了不同的舞步间隔。

还有啊,棱镜的角度也会影响到条纹的分布,角度大了,条纹也会随之变得更复杂,仿佛给舞蹈增添了新的花样。

4. 实际应用4.1 光谱分析那干涉条纹的这些特点有什么用呢?哈哈,听着,这可有一大堆的应用!比如,科学家们通过观察这些条纹,可以分析不同光源的光谱,了解它们的成分。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

用菲涅耳双棱镜测量光的波长
张宏亮
实验目的
1.要求掌握光的干涉的有关原理和光学测量的一些基本技巧
2.掌握不确定度的计算。

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。

图1
其中,d是两虚光源的间距,D是光源到观察屏的距离,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,即
△ , =△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ƒ的凸透镜L,当D>4ƒ时,可移动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
图2 二次成像光路
间距d1和d2,则由几何光学可知:
d=(2)
实验装置
图为测微目
实验内容
1.观察双棱镜的干涉现象
1.改变光源、狭缝、双棱镜、测微目镜的位置,观察干涉条纹的变化情况,
包括条纹间距、清晰程度、总的条纹数目、亮度等。

2.转动狭缝、双棱镜、测微目镜,观察干涉条纹的变化情况,包括条纹间距、
清晰程度、总的条纹数目、亮度等。

3.将狭缝、双棱镜、测微目镜分别遮住一半时干涉条纹如何变化?为什么?
2.观察二次成像时的放大像和缩小像
1.改变测微目镜和狭缝的间距使得能看到狭缝的放大像和缩小像(测微目镜
和狭缝的间距和透镜焦距有何关系?)。

2.转动双棱镜、透镜会对所成的放大像、缩小像产生什么影响?
3.测量钠灯黄光的波长(测量过程当中双棱镜位置不能改变,为什么?)
实验记录
改变光源、狭缝、双棱镜、测微目镜的位置,观察干涉条纹的变化情况
1.光源、狭缝、双棱镜不动,移动测微目镜时干涉条纹的变化情况:
将测微目镜与双棱镜的距离从较小(10.00cm左右)逐渐变大时,开始竖直条纹的间距随着测微目镜与双棱镜的距离的增大而增大,当两者距离增大到30.00cm以上时,开始出现水平条纹,并且继续增大两者距离时水平条纹逐渐变清晰,竖直条纹变得
不清晰。

整个过程中,竖直条纹的数目不发生明显变化,亮度变弱。

2.把测微目镜固定在45cm处,光源、狭缝的位置也固定不动,改变双棱镜位置时
干涉条纹的变化情况:
双棱镜与测微目镜间的距离增大时,干涉条纹的间距变大,条纹的数目先是增大然
后再减小,亮度变暗。

3.固定测微目镜于45.00cm处,固定双棱镜于30.00cm处,改变狭缝的位置时干涉条纹的变化情况:
当狭缝与双棱镜的距离变大时,条纹的间距变小,条纹数目增多,亮度增加。

4.固定测微目镜于45.00cm处,固定双棱镜于30.00cm处,固定狭缝于10.00cm处,改变光源位置时干涉条纹的变化情况:
条纹的形状、间距都不发生变化,只是条纹的亮度发生变化。

转动狭缝、双棱镜、测微目镜,观察干涉条纹的变化情况
1.测微目镜、光缝、光源不动,转动双棱镜时干涉条纹的变化情况:
在中间某一角度条纹最清晰,亮度最大,相对于这一角度增大还是减小条纹都
变模糊,亮度也减小。

2.测微目镜、双棱镜、光源不动,转动光缝时干涉条纹的变化情况:
在中间某一角度条纹最清晰,亮度最大,相对于这一角度增大还是减小条纹都
变模糊,亮度也减小。

将狭缝、双棱镜、测微目镜分别遮住一半时干涉条纹的变化情况
1.住狭缝的一半时,干涉条纹变暗,但其数目、间距、清晰度都不变。

2.遮住双棱镜的一半时,干涉条纹消失。

3.遮住测微目镜的一半时,视野大小减半,条纹数目、间距、亮度、清晰度等均
不变。

二次成像法测d的值
呈缩小像时两个像的位置分别为:
d11=3.854mm d12=4.720mm
呈放大像时两个像的位置分别为:
d21=2.890mm d22=4.926mm
读数显微镜的位置为:84.70cm
狭缝的位置为:2.75cm
测量钠灯黄光的波长
数据记录表格如下:
实验仪器
干涉衍射实验装置钠灯光源实验数据分析与处理
由实验数据得到:
d 1=d
12
-d
11
=0.866mm
d 2=d
22
-d
21
=2.036mm
因此 d==1.328mm
用逐差法计算干涉条纹间距得到:△x=0.365mm D=84.70cm-2.75cm=81.95cm
根据公式λ=△x·d/D计算得λ=591nm
u
A
(x)=8.864*10-4mm
u
B2
(x)=2.3094*10-3mm
u(x)=2.466*10-3mm
u(D)=0.1528mm
u(d)=0.0021mm
u(λ)=5nm
因此λ=(591+5)nm
实验结论
钠灯黄光的波长为λ=(591+5)nm
实验分析与讨论
1.误差分析:
查阅资料得知钠灯黄光波长为589.0nm和589.6nm
测量时干涉条纹有一定宽度,准线很细,在测量同一干涉条纹时。

准线的位置先去会产生一定的误差,而且测微目镜的视野亮度很暗,每次的准线位置都不尽相同,这也会造成一定的误差。

d和x的测量都存在这一问题。

对于这种误差可以采取多次测量求平均值来减小误差。

实验仪器的系统误差主要有刻度尺的误差和螺距误差。

测量方法本身也存在误差,因为虚光源与狭缝并不在光具坐的同一位置,测微目镜的分划板与基座中心刻度并不严格重合。

这些都会产生误差。

2.实验现象的分析:
1.钠灯光源的位置对于以狭缝为始端的线光源而言,只是改变了光源的强度,并没有改变光源的其他性质,因此只有干涉条纹的亮度发生变化,其他均未发生变化。

2.如下图,光源S向上移动,交叠区会向下移动,反之亦然,这与实验中观察到的现象相符。

3..于测微目镜的镜片很小,测微目镜与双棱镜的距离比较远,因此在双棱镜之前遮挡镜片干涉效果不会受到破坏,只是光的强度发生变化,因此只是干涉条纹的亮度变小了,其他的都没有改变。

4.当狭缝的宽度扩大到一定值之后,干涉条纹基本无法看到,这是因为狭缝光源扩大到一定程度后变不能再看成是狭缝了,可以看成是很多狭缝,每个狭缝都会产生干涉,而这些狭缝光源又都是相干的,并且有相位差,因此交叠到一起时,干涉条纹的衬比度会下降,当宽度达到一定值(狭缝宽度m满足m=R/d*λ,其中R是光源与狭缝的距离),当m的宽度大于这个值后衬比度就会下降到0,这时便难以观察到干涉条纹了。

5.固定狭缝和双棱镜的位置,增大测微目镜与双棱镜的距离时,就相当于d不变,D增大,根据公式λ=△x·d/D可以得出条纹的间距增大,这与实验中所观察到的现象相符合,因此可以确定结论正确。

6.固定下风和测微目镜的位置,减小双棱镜与狭缝的距离,这就相当于D不变,d减小,根据公式λ=△x·d/D可以得出条纹的间距增大,这与实验中所观察到的现象相符合,因此可以确定结论正确。

相关文档
最新文档