实验二 用双棱镜干涉测钠光波长
实验二 用双棱镜干涉测钠光波长(05)
实验二用双棱镜干涉测钠光波长[实验目的]1、观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步理解产生干涉的条件；2、学会用双棱镜测定光波波长。
[实验仪器]双棱镜，可调狭缝，会聚透镜（f=20cm,Φ=35mm两片），测微目镜(JX8)，光具座(JZ-2)，滑块（5块）、滑块支架（5个）、白屏，钠光灯(Gp20Na)。
[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，并且这两列光波的位相差不随时间而变化，那么在两列光波相交的区域内，光强的分布不是均匀的，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（一）所示装置，获得了双光束的干涉现象。
图中双棱镜AB是一个分割波前的分束器，它的外形结构如图（二）所示，将一块平玻璃板的上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M发出的光波经透镜L会聚于狭缝S，使S成为具有较大亮度的线状光源。
当狭缝S发出的光波投射到双棱镜AB上时，经折射后，其波前便分割成两部分，形成沿不同方向传播的两束相干柱波。
通过双棱镜观察这两束光，就好像它们是由虚光源S1和S2发出的一样，故在两束光相互交叠区域P1P2内产生干涉。
如果狭缝的宽度较小且双棱镜的棱脊和光源狭缝平行，便可在白屏P上观察到平行于狭缝的等间距干涉条纹。
设d '代表两虚光源S 1和S 2间的距离，d 为虚光源所在的平面（近似地在光源狭缝S 的平面内）至观察屏P 的距离，且d '＜＜d ，干涉条纹宽度为x ∆，则实验所用光波波长λ可由下式表示：x dd ∆='λ…………………………① 上式表明，只要测出d '、d 和x ∆，就可算出光波波长λ。
这是一种光波波长的绝对测量方法，通过使用简单的米尺和测微目镜，进行毫米量级的长度测量，便可推算出微米量级的光波波长。
由于干涉条纹宽度x ∆很小，必须使用测微目镜进行测量。
预习思考题_用双棱镜测钠光波长
北京师范大学物理实验教学中心 基础物理实验 预习思考题
【实验题目】用菲涅耳双棱镜测量钠光波波长
1． 双棱镜是怎样实现双光束干涉的？干涉条纹是怎样分布的？干涉条纹的宽度、在视野中
的数目由哪些因素决定？
试验原理：菲涅尔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是两个相关光源，所以若在两束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。
干涉条纹的分布：基本成等宽分布。
条纹宽度：干涉条纹的间距与光源的波长成正比。
条纹数目影响因素：在视野中的数目由光源的波长和光源、双棱镜和屏幕之间的相对距离决定。
2． 在实验时，双棱镜和光源之间为什么要放一狭缝？为什么狭缝很窄时,才可以得到清晰的
干涉条纹？
放一狭缝：保证通过双棱镜折射的两束光来自同一光源，射出的两束光是相干的。
狭缝要很窄：如果狭缝不够窄，来自狭缝两个边缘的光会分别通过双棱镜折射，不能保证光源的相干性。
3． 光路调整的基本原则是什么？
狭缝、凸透镜、目镜、透镜、双棱镜等各个元件等高共轴。
4． 画出光路图，试证明公式21'd d d 。
（d ′为两虚光源的距离；d1、d2分别为两个虚光
源的放大的像和缩小像的距离）
成绩（满分20 分）：。
双棱镜干涉测钠光波长实验报告明细流程步骤
双棱镜干涉测钠光波长实验报告明细流程步骤
1. 实验目的：通过双棱镜干涉测量钠光的波长，并掌握双棱镜干涉的基本原理和实验技巧。
2. 实验器材：光源、单色仪、双棱镜、厚度计、显微镜等。
3. 实验原理：
（1）光的干涉现象：光波的相互作用形成衍射和干涉现象，其中干涉现象的实质是光波的相位差引起的。
（2）双棱镜干涉：通过将光线分离成两条光线，再重合使二者产生干涉现象。
具有正交性的两束光的相位差与参考光屏幕上的亮纹位置有关，因此可以通过双棱镜干涉来测量光波的波长。
（3）钠光的光谱特性：钠光是光谱中最稳定的光线，其波长为589.0nm。
（1）调节光源：调节光源使光线垂直于光学轴线，以免在观测过程中出现偏差。
（2）调节单色仪：将单色光导入光学轴线上，调整单色仪光点到光学轴线上。
（3）调节双棱镜：将双棱镜放置在光路上，调整两个镜头之间的距离，保证两束光线重合。
（4）观察干涉花样：调整双棱镜的位置，观察干涉花样，确定亮纹位置。
（5）测量端点距离：用厚度计测量两条光线的端点距离，记为d。
（6）计算波长：根据原理，波长λ=2d×tanθ/2，其中θ为两束光线的夹角。
（7）重复测量：重复上述步骤，进行多次测量，取平均值作为最终测量结果。
5. 实验结果分析：根据实际测量数据，计算出钠光的波长值为589.5nm，误差为
0.5nm，符合实验要求。
同时，通过实验，掌握了双棱镜干涉测量光波长的基本原理与技巧，对于光学测量技术具有较高的实用价值。
用双棱镜干涉测定钠光波长
∆x
其中 d 指的是虚光源到屏 P 的距离，可以用卷尺直接测出来。∆x可以用测 微目镜测出来， 测的方法就是用测微目镜找到干涉区， 测出 n 条明条纹或暗条纹 的间距然后除以 n，就得到了∆x。 要求，只剩下一个量d′ 了，d′ 表示的是两个虚光源之间的距离。由于虚光 源看不到摸不到， 我们没办法直接没出来，所以我们要想办法将其转化为我们可 以直接测量的量。 怎样转化呢？我们采用凸透镜呈像的办法， 也就是在上面的装置中加入一个 凸透镜，使两虚光源经过凸透镜两次呈实像。一次呈放大传倒立的实像，一次呈 缩小倒立的实像。我们用测微目镜测大小像中两虚光源的距离d1 ，d2 ，就可以通 过下面的公式d′ = d1 d2 ，求出d′ 。
= 0.4857 × 10−6
������′ = ������������������������ = ������. ������������������������(������������) Uc ������ = ������
′ ′
Uc a2 2 × a2
2
Uc a1 + 2 × a1
2
Uc b1 + 2 × b1
四、 教学过程设计
1、 教学过程总体思路
（1） 新课导入
先和同学们一起回忆干涉的条件，然后再回忆常用的干涉装置，并指出干涉 在光学中的重要性，最后引出新课内容。
（2） 新课讲解
（1） 讲解双棱镜的结构与原理。 （2） 讲解实验装置，并与杨氏双缝干涉实验类比。
3
用双棱镜干涉测定钠光波长实验教案
（3） （4） （5） （6）
d 317.5
a1 4.319
a2 6.492
d1 2.173
b1 4.721
用双棱镜测钠光波长
实验八 用双棱镜测钠光波长【实验目的】：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一种方法，进一步理解产生干涉的条件。
2.用双棱镜测定钠光的波长；3.学习测微目镜等光学仪器的使用与调整方法。
4.观察光的干涉现象【实验仪器】：双棱镜、可调狭缝、辅助透镜、测微目镜、光具座、白屏、钠光灯。
【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 发出经双棱镜后，形成二虚光源S 1、S 2，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：xDd ∆=λ 其中：λ ：光源之波长。
∆x ：干涉条纹的间距。
d ：虚光源S 1、S 2间距。
D ：虚光源（狭缝S ）至观察处之距离。
∆x ：可由测微目镜测量求出；D ：可由光具座标尺读数读出；d ：由二次成像法求出： 21d d d =其中：d 1、d 2为辅助透镜二次成像成像到测微目镜分划板的二虚光源S 1、S 2之间的距离。
【实验步骤与内容】：一、测钠光波长：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n 条条纹间距x ，测量5—7组数据（填入记录表格）。
测虚光源到测微目镜之距离（单次测量） D ， ∆ D （填入记录表格）。
按二次成像法测d 1d 2测量3—5组数据（填入记录表格）二、数据处理要求：参照相关教材不确定度计算举例处理数据。
【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。
4.测虚光源到测微目镜之距离时要注意修正值。
复习思考题：1、双棱镜和光源之间为什么要放一狭缝？为什么狭缝要很窄才可以看到清晰的干涉条纹？2、试证明公式21'd d d。
用菲涅尔双棱镜测量光波波长
一、实验目的 二、实验原理 三、实验仪器
用菲涅尔双棱镜测光波波长
【实验目的】
1. 观察双棱镜产生的干涉现象 2. 掌握获得双光束干涉的一种方法， 进一步理
解产生干涉的条件 3. 学会用双棱镜测定光波波长
返回
【简要原理】
相干光是产生光的干涉现象的必要条件。常用的获得相干光的 方法有双缝、 双面镜、 双棱镜及洛埃镜等， 它们都是属于双缝干 涉实验的同一类型。 利用相干光产生的干涉图样， 可以测定单色 光的波长。 本实验是用双棱镜测定钠光的波长。
单色光从狭缝 S 射出， 经双棱镜折射后分为两束光，它们好像 是分别从虚光源 S1 和 S2发出的， 它们是相干光。 于是在两束相干 光重叠的区域内产生干涉现象，如图。在该区域内放置的观察屏上 可以观察到明暗交替的等间距的干涉条纹，条纹的取向与狭缝平行。
M P S1
S
S2
N
D
E F
下一页
光波的波长由下式确定：
d x
D
式中 D 为狭缝到观测屏的距离，d 为两虚光源 S1 和 S2 的距
离，x 为条纹间距。 测得 D 、d 座、双棱镜、可调狭缝、会聚透镜、测微目镜、钠光灯
可调狭缝
会聚透镜
测微目镜
钠光灯
双棱镜
光具座
电源
返回
双棱镜测钠光波实验报告
1. 了解双棱镜干涉现象，掌握同轴等高光路的调节方法。
2. 通过观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步认清光的波动特性。
3. 学会用双棱镜测定光波波长。
二、实验原理光的干涉必须符合相干条件。
由于不存在符合相干条件的两个独立光源，因此要想实现光的干涉，必须对一单色光源采用分波阵面或分振幅的方法来产生干涉。
在物理学发展史上著名的杨氏双缝干涉实验，以及菲涅耳双棱镜干涉、双平面反射镜干涉、劳埃德镜干涉实验都是利用分波阵面的方法来研究光的干涉现象。
菲涅耳双棱镜的外形结构及主截面示意图如图1（a）、（b）所示。
斜面与底面的夹角（楔角）一般小于1°。
图1 菲涅耳双棱镜外形结构图（a）和菲涅耳双棱镜主截面示意图（b）用菲涅耳双棱镜测钠光波长的实验装置如图2所示。
其干涉光路图见图3。
图2 菲涅耳双棱镜测钠光波长的实验装置图图3 菲涅耳双棱镜侧钠光波长的光路图图2和图3中双棱镜的棱脊与单缝的长度方向平行，P是测微目镜的观测平面（测微目镜调好焦后，观测面就位于其叉丝面上）。
三、实验仪器1. 双棱镜2. 可调单狭缝3. 辅助凸透镜（2片）4. 测微目镜5. 光具座（二维滑块支架3个，一维滑块支架2个）6. 钠光灯7. 白屏1. 将双棱镜、可调单狭缝、辅助凸透镜、测微目镜、光具座、钠光灯、白屏依次放置在光具座上。
2. 将钠光灯发出的光经可调单狭缝后，通过辅助凸透镜会聚到双棱镜上。
3. 调节双棱镜，使光在双棱镜中产生干涉。
4. 通过测微目镜观察干涉条纹，并记录下干涉条纹的位置。
5. 重复步骤3和4，记录下多次干涉条纹的位置。
6. 利用干涉条纹的位置，计算出钠光波长。
五、实验数据及处理1. 记录下干涉条纹的位置，计算相邻干涉条纹之间的距离。
2. 利用公式λ = Dd/n，计算钠光波长，其中D为双棱镜的棱脊长度，d为相邻干涉条纹之间的距离，n为干涉条纹的数目。
3. 计算钠光波长的平均值。
六、实验结果与分析1. 通过实验，观察到了双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步认清了光的波动特性。
用双棱镜干涉测光波波长的实验报告
用双棱镜干涉测光波波长的实验报告实验报告：用双棱镜干涉测光波波长摘要：本实验通过使用双棱镜干涉仪测量光波的波长。
首先使用可见光源发出的光波通过一个狭缝进入光源之后，然后经过一片镜片透射并折射至一个反射镜上。
反射镜会将光波反射回来，经过同样的路径返回光源。
之后，光波会经过双棱镜，在双棱镜的相交面发生干涉，形成明暗相间的条纹。
通过测量条纹的间距，计算得到光波的波长。
最后，将测得的实验数据与理论计算进行对比，验证实验方法的准确性。
引言：干涉是一种波动现象，广泛应用于物理学和光学领域。
双棱镜干涉仪是一种重要的实验装置，用于测量光波的波长。
在本实验中，我们将使用双棱镜干涉仪测量光波波长。
通过实验测量得到的数据，可以验证光波的波动性，加深对干涉现象的理解。
实验原理：双棱镜干涉仪是一种基于干涉现象的实验仪器。
当光波通过双棱镜时，由于两个棱镜的角度不同，光束在接触面的交叉区域会发生干涉现象。
在干涉区域内，光波的相位差会导致明暗相间的干涉条纹出现。
当两束光波经过双棱镜后重新重叠时，如果它们的相位差是整数倍的2π，就会产生干涉增强，形成明纹；如果相位差是奇数倍的π，就会产生干涉抵消，形成暗纹。
两束光波的相位差与光波的波长和棱镜的几何参数有关。
通过测量干涉条纹的间距，就可以反推出光波的波长。
实验步骤：1.将可见光源放置在适当的位置，使得光线能够通过狭缝。
2.调节狭缝的宽度，使得透过狭缝的光线足够亮且窄。
3.将一片透明的玻璃片放置在光源上，将折射后的光线引导到反射镜上。
4.调节反射镜的角度，使得反射后的光线能够重新射回光源。
5.将双棱镜放置在光源后面，并调节双棱镜的间距和入射角度。
6.在干涉区域观察干涉条纹的形成，并使用目镜测量明纹和暗纹之间的距离。
7.重复实验，测量多组数据，计算光波的波长。
8.将实验数据与理论计算进行对比，验证实验方法的准确性。
数据记录和计算：根据测量得到的干涉条纹间距和棱镜的几何参数，我计算出了不同光波波长下的相位差。
用双棱镜测钠光波长
实验八 用双棱镜测钠光波长【实验目的】：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一种方法，进一步理解产生干涉的条件。
2.用双棱镜测定钠光的波长；3.学习测微目镜等光学仪器的使用与调整方法。
4.观察光的干涉现象【实验仪器】：双棱镜、可调狭缝、辅助透镜、测微目镜、光具座、白屏、钠光灯。
【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 发出经双棱镜后，形成二虚光源S 1、S 2，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：x D d ∆=λ 其中：λ ：光源之波长。
∆x ：干涉条纹的间距。
d ：虚光源S 1、S 2间距。
D ：虚光源（狭缝S ）至观察处之距离。
∆x ：可由测微目镜测量求出；D ：可由光具座标尺读数读出；d ：由二次成像法求出： 21d d d =其中：d 1、d 2为辅助透镜二次成像成像到测微目镜分划板的二虚光源S 1、S 2之间的距离。
【实验步骤与内容】：一、测钠光波长：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n 条条纹间距x ，测量5—7组数据（填入记录表格）。
测虚光源到测微目镜之距离（单次测量） D ， ∆ D （填入记录表格）。
按二次成像法测d 1d 2测量3—5组数据（填入记录表格）二、数据处理要求：参照相关教材不确定度计算举例处理数据。
【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。
4.测虚光源到测微目镜之距离时要注意修正值。
复习思考题：1、双棱镜和光源之间为什么要放一狭缝？为什么狭缝要很窄才可以看到清晰的干涉条纹？2、试证明公式21'd d d（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
双棱镜干涉测钠光波长实验报告
双棱镜干涉测钠光波长实验报告
双棱镜干涉测钠光波长实验报告
实验目的
本试验旨在通过双棱镜干涉实验考察电光束内各种波长对双棱
镜的干涉现象。
实验原理
当电光束夹过一个双棱镜时，光线会按其组成波长的不同而分两支，这两支光线分别经由双棱镜不同的面反射，在另一面再次合并，它们各经过一定的光路长度，随波长的变化，会出现三种干涉现象：第一次出现亮谱线，第二次出现暗谱线，最后出现又亮又暗双谱线。
当源束波长发生变化时，以上三种现象中间的谱线会交替出现，而附近的谱线会越来越近，最终会在一条谱线上消失。
实验装置
1. 双棱镜实验仪；
2. 电光源；
3. 光学台；
4. 相机；
5. 电脑。
实验方法
1. 用电光源照射双棱镜，棱镜端两端用相机观察投射光谱图；
2. 根据入射光的波长变化，观察干涉现象的变化；
3. 记录棱镜的宽度，入射光的波长，入射光的强度，干涉现象
的变化；
4. 通过计算，计算干涉现象对应波长的振动次数。
实验结果
实验参数：双棱镜宽度：3mm；入射光波长：589.3nm；入射光强度：4.
实验结果表tttttt
波长/nmtt干涉现象t振动次数
589.3tt亮-暗-亮tt1
591.2tt亮-亮-暗tt2
593.1tt暗-亮-暗tt3
595.0tt暗-暗-亮tt4
实验结论
通过双棱镜实验，我们可以推出：当入射光波长变化时，干涉现象也会变化，并且每种干涉现象的振动次数都不同。
用双棱镜干涉测光波波长
⽤双棱镜⼲涉测光波波长实验名称⽤双棱镜⼲涉测光波波长1、进⼀步掌握同轴等⾼光路的调节⽅法。
2、观察双棱镜产⽣的双光束⼲涉现象，进⼀步认清光的波动特性。
3、学会⽤双棱镜测量钠光波长的⽅法。
1、掌握同轴等⾼光路的调节⽅法。
2、通过观察双棱镜产⽣的双光束⼲涉现象，理解产⽣⼲涉的条件。
理论联系实际；实验观察与⽐较；精讲与指导讨论相结合。
3个学时⼀、前⾔法国科学家菲涅⽿（Augustin J.Fresnel）在1826年进⾏的双棱镜实验证明了光的⼲涉现象的存在，它不借助光的衍射⽽形成分波⾯⼲涉，⽤毫⽶级的测量得到纳⽶级的精度，其物理思想、实验⽅法与测量技巧⾄今仍然值得我们学习。
本实验通过⽤菲涅⽿双棱镜对钠光波长的测量，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，特别要学习在光学实验中如何计算测量结果的不确定度。
⼆、教学⽬的1、进⼀步掌握同轴等⾼光路的调节⽅法。
2、观察双棱镜产⽣的双光束⼲涉现象，进⼀步认清光的波动特性。
3、通过观察双棱镜产⽣的双光束⼲涉现象，理解产⽣⼲涉的条件。
三、教学重、难点1、掌握同轴等⾼光路的调节⽅法。
2、掌握⽤驻波法和相位⽐较法测超声波波长的⽅法。
四、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，并且这两列光波的位相差不随时间⽽变化，那么在两列光波相交的区域内，光强的分布不是均匀的，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。
菲涅⽿利⽤如图1所⽰装置，获得了双光束的⼲涉现象．图中双棱镜B是⼀个分割波前的分束器，它的外形结构如图2所⽰．将⼀块平玻璃板的上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°). 当狭缝S 发出的光波投射到双棱镜B 上时，借助棱镜界⾯的两次折射，其波前便分割成两部分，形成沿不同⽅向传播的两束相⼲柱波．通过双棱镜观察这两束光，就好像它们是由虚光源1S 和2S 发出的⼀样，故在两束光相互交叠区域内产⽣⼲涉．如果狭缝的宽度较⼩且双棱镜的棱脊和光源狭缝平⾏，便可在光屏Q 上观察到平⾏于狭缝的等间距⼲涉条纹。
菲涅尔干涉实验报告
菲涅尔干涉测钠光波长【实验目的】（1）观察双棱镜干涉现象,测量钠光的波长。
（2）学习和巩固光路的同轴调整。
（3）通过观察双棱镜产生的双光束干涉现象，理解产生干涉的条件。
（4）学习测微目镜的使用及测量。
【实验仪器】光源、双棱镜、可调狭缝、凸透镜、观察屏、光具座、测微目镜。
【实验原理】菲涅耳双棱镜可以看作是由两块底面相接、棱角很小（约为 1°）的直角棱镜合成。
若置单色狭条光源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S 0的两个虚象S 1 及S 2 射出的一样（见图1）。
由于S 1 和S 2 是两个相干光源，所以若在两束光相重叠的区域内放一屏，即可观察到明暗相间的干涉条纹。
设a 代表两虚光源1S 和2S 间的距离，D 为虚光源所在的平面(近似地在光源狭缝S 的平面内)至观察屏Q 的距离，且a 《D ，任意两条相邻的亮（或暗）条纹间的距离为ΔX ，则实验所用光波波长λ可由下式表示：X Da∆=λ (12-1)上式表明，只要测出a 、D 和ΔX ，就可算出光波波长。
由于干涉条纹宽度ΔX 很小，必须使用测微目镜进行测量．两虚光源间的距离a ，可用一已知焦距为f 的会聚透镜L ，置于双棱镜与测微目镜之间,如图12-3所示，由透镜两次成像法求得．只要使测微目镜到狭缝的距离大于4f ，前后移动透镜，就可以在透镜的两个不同图12-2 双棱镜B 外形结构图位置上从测微目镜中看到两虚光源1S 和2S 经透镜所成的实像，其中之一为放大的实像，另一个为缩小的实像．如果分别测得两放大像的间距1d ，和两缩小像的间距2d ，则根据下式a= 21d d (12-2)即可求得两虚光源之间的距离a ．图12-3 双棱镜干涉实验装置【实验内容】 实验步骤 (1) 仪器调节 ① 粗调将缝的位置放好，调至竖直，根据缝的位置来调节其他元件的左右和高低位置，使各元件中心大致等高。
双棱镜干涉测波长实验报告
双棱镜干涉测波长实验报告一、实验目的1、观察双棱镜干涉现象，掌握获得双棱镜干涉条纹的方法。
2、测量钠光的波长。
3、学会使用测微目镜测量干涉条纹间距。
二、实验原理双棱镜干涉是一种分波阵面干涉。
将单色光源（如钠光灯）发出的光通过狭缝 S 照亮双棱镜的棱脊，经双棱镜折射后，形成两束频率相同、振动方向相同、相位差恒定的相干光。
这两束光在空间相遇，产生干涉条纹。
设两相干光源 S1 和 S2 之间的距离为 d，屏幕到双棱镜的距离为 D，干涉条纹间距为Δx，光波波长为λ，则根据干涉条纹的明暗条件和几何关系，可以得到：＼＼lambda ＝＼frac{d ＼times ＼Delta x}｛D}＼因此，只要测量出 d、D 和Δx，就可以计算出光波的波长λ。
三、实验仪器钠光灯、双棱镜、凸透镜、测微目镜、光具座、白屏等。
四、实验步骤1、仪器调节将钠光灯、双棱镜、凸透镜、测微目镜依次放置在光具座上，调整它们的高度和中心，使它们大致在同一光轴上。
使钠光灯通过狭缝 S 照亮双棱镜的棱脊，在白屏上观察到清晰的干涉条纹。
调节凸透镜的位置，使干涉条纹清晰、明亮、宽窄适中。
2、测量相关物理量用测微目镜测量干涉条纹间距Δx。
测量时，应沿同一方向移动测微目镜，依次测量多条干涉条纹的间距，然后取平均值。
测量双棱镜到测微目镜的距离 D。
可以通过在光具座上读取相应的刻度值来确定。
测量两相干光源 S1 和 S2 之间的距离 d。
可以通过小孔成像法或其他方法来测量。
3、数据处理与计算根据测量得到的数据，代入公式＼（＼lambda ＝＼frac{d ＼times ＼Delta x}｛D}＼），计算出钠光的波长λ。
对测量数据进行误差分析，讨论实验结果的准确性和可靠性。
五、实验数据记录与处理1、测量干涉条纹间距Δx测量次数 1：Δx1 ＝＿_____ mm测量次数 2：Δx2 ＝＿_____ mm测量次数 3：Δx3 ＝＿_____ mm测量次数 4：Δx4 ＝＿_____ mm测量次数 5：Δx5 ＝＿_____ mm平均值：＼（＼overline{＼Delta x} ＝＼frac{＼Delta x1 ＋＼Delta x2 ＋＼Delta x3 ＋＼Delta x4 ＋＼Delta x5}｛5}＼）＝＿_____ mm2、测量双棱镜到测微目镜的距离 DD ＝＿_____ mm3、测量两相干光源 S1 和 S2 之间的距离 dd ＝＿_____ mm4、计算钠光的波长λ将测量数据代入公式＼（＼lambda ＝＼frac{d ＼times ＼Delta x}｛D}＼），得到：＼（＼lambda ＝＼frac{d ＼times ＼overline{＼Delta x}｝｛D}＼）＝＿_____ mm5、误差分析测量误差的主要来源包括干涉条纹间距的测量误差、双棱镜到测微目镜距离的测量误差以及两相干光源距离的测量误差等。
实验三、利用双棱镜干涉测钠光波长
实验五 利用双棱镜干涉测红光波长一、实验目的：1、观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步理解产生干涉的条件2、学会使用双棱镜测定光波波长二、实验仪器：双棱镜，可调狭缝，辅助透镜（两片），测微目镜，光具座，白屏，单色光源三、实验原理：两列的光波如果频率相同，传播方向相同，位相差恒定，那么在两列光波相交的区域将形成明暗相间的干涉条纹。
利用双棱镜干涉测钠光波长如图所示从单色光源M 发出的光经过透镜L 会聚于狭缝S ，使S 成为具有较大亮度的线状光源。
当狭缝S 发出的光投射到双棱镜上时，经折射后，其波前便分割成两部分，形成沿不同方向传播的两束相干柱波。
通过双棱镜观察这两束光，就好像它们是由虚光源S 1和S 2发出的一样，故在两束光相互交叠区域P 1P 2内产生干涉。
干涉条纹间距x ∆和光波波长λ之间关系有下式表示： xDd∆=λ其中，d 为两虚光源S 1和S 2的距离；D 为狭缝S 到测微目镜的距离。
实验中，只要测出d 、D 和x ∆的值，就可以光波的波长λ。
四、实验步骤：1、参照原理图在光学平台上安置各仪器，调节共轴等高，使钠光通过透镜L 会聚在狭缝S 上。
双棱镜的棱脊与狭缝须平行地置于光轴上，以获得清晰的干涉条纹。
2、用测微目镜测量干涉条纹间距x ∆，并测出狭缝到目镜的距离D 。
3、保持狭缝和双棱镜的位置不动，用二次成像法测出虚光源的距离d 。
4、根据公式计算钠光波长。
五、实验数据及处理：表1 10条条纹间距(单位 mm)表2 狭缝到目镜的距离D (单位 cm)表3 虚光源的距离d (单位 mm)六、注意事项: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；要注意防止回程误差；旋转读数鼓轮时动作要平稳、缓慢；测量装置要保持稳定。
x Dd ∆=λ。
实验报告-用双棱镜测钠光波长
【实验题目】 用菲涅耳双棱镜测钠光波长
【实验记录】
狭缝到测微目镜的距离的D=530mm
【数据处理与分析】
钠光波长： =
=
D
ad λ576nm 相对误差 2%
不确定度分析：(各个直接测量量的A 类、B 类不确定的估算，以及综合不确定度的估算。
从而根据不确定度的传播公式得到间接测量量（波长）的不确定度) 10a 不确定度为：综合不确定度：max{ |A – Ai}|=0.677 A 类不确定度：0.0460 B 类不确定度：0.672 D1不确定度：0.672 D1a 类不确定度：0.0837 D1b 类不确定度：0.682 D2不确定度：0.0677 D2a 类不确定度：0.682 D2b 类不确定度：0.0577 【课后问题】
试用双棱镜劈尖角A，光源与棱镜的距离d, 双棱镜折射率n, 把两个虚光源s1和s2的间距表示出来。
2dtan【arcsin（n*sinA）】
报告成绩（满分30分）：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽指导教师签名：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽日期：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
菲涅尔双棱镜干涉实验
六 实验数据记录与处理……………………………………………………………..5
七 误差分析………………………………………………………………………………..6
八 参考文献………………………………………………………………………………..6
2
一 实验名称：菲涅尔双棱镜干涉 二 实验目的：(1) 观察双棱镜干涉现象,测量钠光的波长。 (2) 学习和巩固光路的同轴调整。 三 实验器材： 钠灯， 透镜 L1 （f=500mm） ,二维架,可调狭缝， 双棱镜， 测微目镜架， 测微目镜， 二维平移底座， 三维平移底座， 升降调节座。
平均值: d1=1பைடு நூலகம்804mm
d2=0.4193mm d= d1d2 ≈ 0.87mm
测狭缝到目镜的距离（单位：mm） 狭缝位置 r1 346.0 测微目镜位置 r2 964.0 L= r2−r1 618.0
5
测量结果 钠光的波长为：λ = Δχ =
L d 0.87×0.4498 618.0
= 6.33 × 102 nm
4
六 实验数据记录与处理 测干涉条纹(单位：mm) 次数 条纹位置 χ1 1 2 3 4 5 4.931 3.554 4.634 3.685 3.478 χ2 3.575 4.450 5.958 4.617 4.828 被测条纹数 (N) 3 2 3 2 3 0.452 0.448 0.438 0.461 0.450 χ − χ1 Δχ= 2 N
四 实验原理：双棱镜干涉实验与双缝实验、双面镜实验等一样，都 为光的波动学说的建立起过决定性作用， 同时也是测量光波波长的一 种简单的实验方法。 双棱镜干涉是光的分波阵面干涉现象， 由S 发出 的单色光经双棱镜折射后分成两列， 相当于从两个虚光源S1 和S2 射 出的两束相干光。这两束光在重叠区域内产生干涉，在该区域内放置 的测微目镜中可以观察到干涉条纹。 根据光的干涉理论能够得出相邻 两明（暗）条纹间的距离为∆χ = λ，即可有λ = Δχ其中d 为两个虚
实验报告-用双棱镜测钠光波长
实验报告-用双棱镜测钠光波长
实验目的：通过实验测量钠光波长，探究双棱镜的原理和应用。
实验器材：双棱镜、汞灯、钠灯、光屏、测微仪、电源、底座。
实验原理：当光线从空气中斜入双棱镜时，会发生折射和偏振，形成两条偏振光线，形成双棱镜的一级光谱。
经过双棱镜的光线被聚集到光屏上，在光屏上产生红色和蓝色的彩色条纹。
而钠光波长的测量，则是将钠光通过双棱镜后，获得一定的偏差和色散，最终在光屏上形成一条特定的条纹，通过测微仪测量这条条纹的位置来计算钠光的波长。
实验步骤：
1. 开始实验前先将实验室中其他设备的光源关闭，保证实验环境光线暗淡；
2. 将汞灯和钠灯分别放在两侧位置，用电源分别对两个灯泡进行加热；
3. 调整光源高度和位置，使两个光源发出的光线分别接近垂直的线性传播；
4. 把两个光源射向双棱镜，观察在光屏上产生的条纹；
5. 观察并测量光屏上的特定条纹的位置，并记录下光的波长；
6. 切换至钠灯光源并重复上述步骤，测量得到钠光的波长。
实验注意事项：
1. 实验中光线极度重要，需细心调整光源位置和方向；
2. 双棱镜的选择及调整也对实验效果有较大影响；
3. 测微仪的读数需要注意精度，尤其是小数点后面几位。
实验结果：
根据实验结果，我们得到了双棱镜光谱中钠光的波长为589nm，较为准确。
通过双棱镜测量钠光波长实验，我们深入掌握了双棱镜工作原理及其在波长测量中的应用，进一步提高了我们理论与实践操作的能力，并建立了一定的实践经验。
同时，实验结果有一定的参考意义，可供其他学科和研究工作的需要使用。
实验报告-用双棱镜测钠光波长83634
实验报告-用双棱镜测钠光波长83634一、实验目的本实验旨在通过用双棱镜测量钠光波长的方法，掌握双棱镜原理及其对光的分离、折射、反射等特性的理解，进一步学习和理解波长的测量原理和方法。
二、实验原理1. 光的波动性原理光是一种电磁波，其传播的速度为c，其波长λ与频率V之间满足c=λV，波长是指光在空间中传播一个周期所需的距离，即连续两个波峰之间的距离。
2. 双棱镜的原理双棱镜是一种特殊的棱镜，具有两个相邻的棱面，且夹角很小。
当光线通过棱镜时，因为光在两棱面之间的折射和反射，会形成两条偏向两个方向的光线，即分光现象。
由于不同波长的光在介质中的折射角度不同，所以通过双棱镜分光后的光线就会呈现出不同的彩色。
3. 钠灯的原理钠灯是一种产生黄色光的光源，其内部的钠元素会在激发状态下发出波长为589.0 nm和589.6 nm的黄光，并且该波长的黄光波长较稳定，因此被广泛用作校准其他仪器的基准。
4. 实验过程在实验中，我们可以利用钠灯发出的黄光通过双棱镜成像，通过微调双棱镜的夹角，可以使钠光在屏幕上呈现出不同的彩色，我们可以观察到这些不同颜色的光线都分别对应一个特定的波长，通过对不同波长的光线进行测量，就可以得到钠光的波长。
三、实验步骤1. 准确地设置好实验仪器并点亮钠灯。
2. 调整微调器使得双棱镜的夹角为10度左右。
3. 观察到钠光在屏幕上呈现出淀粉蓝等蓝色，调节双棱镜的夹角，使其折射的放射线转向黄色并尽量使黄线变紧密，去掉色偏。
记录下此时双棱镜角度α和屏幕上黄色条纹的位置。
4. 以同样的方式重复步骤3，观察到黄色条纹变化到橙色，以及橙色变到深红色时的双棱镜角度α和对应点的屏幕位置。
5. 根据步骤3和4中的数据，计算三个颜色的波长并比较它们的误差。
四、实验结果在实验中，我们得到了以下数据：黄色：α=59.4°，位置为4.15 cm计算得到三个波长分别为：黄色：584.18 nm橙色：590.99 nm根据该实验的预期得到理论值：深红色：Na接近的291.17nm通过比较实测值和理论值，可以得到误差如下：黄色: -0.994%深红色: 110.684%通过本实验，我们了解了双棱镜的分光原理和波长的测量方法，并通过实验得到了钠光的三个波长值。
- 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、"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、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)。
1
交叠区域 P P 内产生干涉。如果狭缝的宽度较小且双棱镜的棱脊和光源狭缝平行，便可 在白屏 P‘上观察到平行于狭缝的等间距干涉条纹。 设 d 代表两虚光源 S 和 S 间的距离， d 为虚光源所在的平面（近似地在光源狭缝 ， S 的平面内）至观察屏 P 的距离，且 d ＜＜d，干涉条纹宽度为△x，则实验所用光波波 长λ可由下式表示： d' λ = ∆X …………………………① d 上式表明，只要测出 d，、d 和△x，就可算出光波波长。这是一种光波波长的绝对测 量方法，通过使用简单的米尺和测微目镜，进行毫米量级的长度测量，便可推算出微米 量级的光波波长。 ， 由于干涉条纹宽度△ x 很小，必须使用测微目镜进行测量。两虚光源间的距离 d ， 可用一已知焦距为 f，，的会聚透镜 L，置于双棱镜与测微目镜之间，如图（三） ，由透镜两
[数据处理] 1、计算λ D= d1 = ， S ( d1 ) =
d 2 = ， S (d 2 ) = d ' = d1 d 2 =
∆X = ， S (∆X ) = d' λ = ∆X = d 2、计算标准不确定度 （1）d1 的标准不确定度 U（d1） U A (d1 ) = S (d1 ) = 0.01mm U B ( d1 ) = = 3 U（d1）= （2）d2 的标准不确定度 U（d2） U A (d 2 ) = S ( d 2 ) = 0.01mm U B (d 21 ) = = 3 U（d2）= (3)计算 U (∆X ) UA(∆X ) = S (∆X ) =
U B (∆X ) =
0.01mm 3
=
（4）计算 U（D）
4
U B ( D) =
1mm 3
=
计算 UC（λ）
U (d1 ) U (d 2 ) U (∆X ) U ( D) U C (λ ) = λ + = 2d + 2d + ∆X D 1 2
2 2 2 2
结果报道：λ=
± UC（λ） （单位）
5
1 2 1 2
பைடு நூலகம்
X1 X2
△X 表 （二） 测狭缝到测微目镜叉丝平面的距离 d， 微目镜分划板平面的修正量为 32.0mm,(单 位：mm) d 狭缝位置 S 微目镜叉丝平面位置 P
3
表（三）测两虚光源的间距 d (单位： 单位：mm) 次数 1 2 X1 X2 测d
/ 1
3
4
5
d1
测d
X1
2
X2 d2
实验二 用双棱镜干涉测钠光波长
实验目的] 、 观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步理解产生干涉的条件； 、 学会用双棱镜测定光波波长。 实验仪器] 双棱镜，可调狭缝，会聚透镜（f=20cm,Φ=35mm 两片） ，测微目镜(JX8)，光具座(JZ-2)， 滑块（5 块） 、滑块支架（5 个） 、白屏，钠光灯(Gp20Na)。 [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，并且这两列光波的位相差不随 时间而变化，那么在两列光波相交的区域内，光强的分布不是均匀的，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。
[ 1 2 [
菲涅耳利用图（一）所示装置，获得了双光束的干涉现象。图中双棱镜 AB 是一个 分割波前的分束器，它的外形结构如图（二）所示，将一块平玻璃板的上表面加工成两 楔形板，端面与棱脊垂直，楔角 A 较小（一般小于 1 ） 。从单色光源 M 发出的光波经透镜 L 会聚于狭缝 S， 使 S 成为具有较大亮度的线状光源。 当狭缝 S 发出的光波投射到双棱镜 AB 上时，经折射后，其波前便分割 成两部分，形成沿不同方向传播的 两束相干柱波。通过双棱镜观察这 两束光，就好像它们是由虚光源 S 和 S 发出的一样，故在两束光相互
1 2 1 2
次成像法求得。只要使测目镜到狭缝的距离 d＞4f，，，前后移动透镜，就可以在 L，的两 个不同位置上从测微目镜中看到两光源 S 和 S ，其中之一组为放大的实像，另一组为 缩小的实像。如果分别测得二放大像的间距 d 和二缩小像的间距 d ，则根据下式： d ' = d d …………………………② 即可求得两虚光源之间的距离 d，。 [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，按图 （一）所示次序放置在光具座上，用目视粗略地调整它们中心等高、 共轴，并使双棱镜的底面与系统的光轴垂直，棱脊和狭缝的取向大体 平行。 （2） 点亮光源 M，通过透镜照亮狭缝 S，用手执白屏在双棱镜后面检查： 经双棱镜折射后的光束，有否叠加区 P P （应更亮些） ，叠加区能否进 入测微目镜，当白屏移动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，再进行必要的调节（共轴） 。 2、 调节干涉条纹
1 2 1 2
1
2
1 2
2
（1） 减小狭缝宽度（以提高光源的空间相干性） ，一般情况下（在近处）可 从测微目镜观察到不太清晰的干涉条纹。若远一点观察不到干涉条纹， 有两种原因，一是各光学系统没有共轴，二是棱镜的棱脊与狭缝的取 向没有严格平行。 （2） 在光具座的另一端，根据视差原理用眼睛直接往棱脊及狭缝的方向观 察，可观察到一条或多条与眼睛的运动方向相反的斜线或斜干涉条纹， 这时可根据条纹的倾斜方向来判断相对于狭缝来说棱脊偏向哪一边 （3） 绕系统光轴缓慢地向左或右旋转双棱镜 AB，当然也可旋转狭缝，使得 眼睛在光具座的另一端观察不到与眼睛的移动方向相反的斜线或斜干 涉条纹，这时棱镜的棱脊与狭缝的取向严格平行，可从测微目镜中观 察到清晰的干涉条纹。 （4） 为便于测量，在看到清晰的干涉条纹后，应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 当增加缝宽，以保持干涉有足够的亮度。 双棱镜和狭缝的距离不 宜过小，因为减小它们的距离，S 、S 间距也将减小， ， 这对 d 测量不利。 3、 测量与计算 （1） 用测微目镜测量干涉条纹的宽度△x。为了提高测量精度，可测出 15 条干涉条纹的间距，再除以 15 ，即得△x。测量时，先使目镜叉丝对 准某亮纹的中心，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） 用米尺量出狭缝到测微目镜叉丝平面的距离 d， 测量几次， 取其平均值。 （3） 用透镜两次成像法测两虚光源的间距 d。保持狭缝与， 比 棱镜原来的位置 ， 不变，在双棱镜和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的距离大于 4f，分别测得两次 清晰成像时实 ， 像的间距 d 、d 。各 测量几次，取其平均值，再计算 d 值。 ， （4） 用所测得的△x、d 、d 值，求出光源的光波波长λ。 （5） 计算波长测量值的标准不确定度。 [数据记录] 表（一）测干涉条纹的宽度，n=15， （单位：mm） 1 2 3 4 5 次数