实验23测量激光波长
激光波长的测定实验
原理图：（1）平行玻璃板（薄膜）干涉：公式：光程差：干涉增强（亮条纹）条件：（2）迈克尔逊干涉仪实际上就是一个人造的可调节的空气薄膜，薄膜的折射率为1;厚度d为M2与M1’之间的距离。
(如图所示)数据处理：迈克尔逊干涉仪测激光波长环数/个0 50 100 150 200 250 平均值51.18692 51.17195 51.15340 51.13967 51.12319 51.10793环数/个300 350 400 450 500 5500.0953551.09169 51.07617 51.05915 51.04402 51.02785 51.012110.09523 0.09578 0.09425 0.09565 0.09534 0.09582（1）（2）（置性度P=0.68）A类不确定度为：0.000616 （mm）B类不确定度为：总的不确定度为：=0.00063 （mm）根据误差合成公式：（3）绝对误差：=8(nm)（4）相对误差：=1.32%思考题1、调节迈克尔逊干涉仪时看到的亮点为什么是两排而不是两个?两排亮点是怎样形成的?答：这是由于M1和M2反射的光不只是原理图中的两条光线，光线在所有介质的分界面上都会发生反射和折射G1、G2的介质面有许多，所以就形成一排是由M1反射的亮点（而不是一个，比较暗的是高阶反射或折射的光线）；另一排是由M2反射的亮点（而不是一个）。
2、实验中毛玻璃起什么作用?为什么观察激光等倾干涉条纹时要用通过毛玻璃的光束观察?答：由于激光的能量密度很大，用眼睛直线进行观察会伤害眼睛，因此通过毛玻璃形成漫射光使观察清楚，且不伤眼睛。
激光波长的测定方法
激光波长的测定方法
激光波长的测定方法有多种，以下是几种常见的方法：
1. 干涉法：利用干涉现象测量激光的波长。
常见的干涉法有迈克尔逊干涉仪和杨氏双缝干涉仪等。
通过调节干涉仪的光程差，观察干涉条纹的移动或变化，可以得到激光的波长。
2. 光栅法：利用光栅的衍射效应测量激光的波长。
将激光通过光栅，观察衍射光的角度和位置，根据衍射公式计算得到波长。
3. 分光计法：利用分光仪或光谱仪测量激光的光谱，从光谱中找到峰值对应的波长。
分光仪可以将激光分解成不同波长的光，然后通过光电探测器检测光强，绘制出光谱图。
4. 波速法：利用波速与波长的关系来计算波长。
首先需要知道激光在介质中的传播速度，然后通过测量激光在介质中的传播时间，结合波速公式计算得到波长。
需要注意的是，不同的测量方法适用于不同类型的激光，因此在选择测量方法时需要考虑激光的特性和实验条件。
波长测量实验的步骤和注意事项
波长测量实验的步骤和注意事项实验步骤：1. 实验准备在进行波长测量实验之前，首先需要准备相关的实验仪器和材料。
常见的仪器包括激光器、干涉仪、光电二极管等，而常见的材料包括透明介质样品、衍射光栅等。
确保实验仪器仪表的正常工作和校准是非常重要的。
2. 光源稳定为了保证实验结果的准确性和可靠性，需要确保光源的稳定性。
通常情况下，激光器是常用的光源。
在使用激光器之前，需要检查其输出功率和频率是否稳定，并进行必要的调节和校准。
对于其他光源，也需要进行类似的操作。
3. 干涉仪的设置干涉仪是进行波长测量实验的关键仪器之一。
根据实验需求，可以选择使用传统的干涉仪或者使用现代的光纤干涉仪。
在设置干涉仪时，需要确保光路的稳定，避免干扰因素的影响。
同时，还需要准确调节干涉仪的角度和位置，以获得清晰的干涉条纹和准确的测量结果。
4. 样品准备如果需要测量透明介质样品的波长，那么需要进行样品的准备工作。
首先，选择合适的样品，并确保其表面的平整度和透明度。
其次，将样品固定在适当的位置，以保证测量时的稳定性和准确性。
5. 波长测量开始进行波长测量实验时，首先需要调节实验装置，使其处于适当的状态。
然后，使用干涉仪，通过干涉条纹的变化来测量光的波长。
根据实验需求，可以通过改变干涉仪的移动位置、调整干涉仪的角度等方式，来获得不同波长下的干涉条纹。
根据实验结果，可以计算出光的波长。
6. 数据处理和分析完成实验后，需要对实验数据进行处理和分析。
首先，将测量得到的干涉条纹图像转化为电压或长度的数值数据。
然后，使用适当的统计分析方法对数据进行处理，如计算平均值、标准差等。
最后，根据实验目的，解释和分析实验结果，并得出结论。
注意事项：1. 安全注意进行实验时，务必遵守实验室的安全规定和操作规程，注意个人安全。
例如，避免直接接触激光器的光束，佩戴适当的个人防护用品等。
2. 实验装置的稳定性为了获得准确可靠的实验结果，需要确保实验装置的稳定性。
这包括光源的稳定、干涉仪的调节和样品的固定等。
大学物理实验—用钢尺测量激光的波长
大学物理实验报告专业班级学号姓名记分用钢尺测量激光的波长（实验名称）实验目的：1. 学会用简单的生活器材探究物理规律2. 学习自己根据实验原理设计实验，培养独立创新的能力3. 利用钢尺测出激光的波长实验原理：激光是一种方向性和单色性极好的光源,试验过程中首先将钢尺固定在水平桌面上,使激光的一部分照射在钢尺的刻痕上,一部分反射到垂直于桌面的墙壁上。
这时通过微调激光的入射角度,则会在墙面上出现系列亮点S0,S1,S2,S3等。
这是因为激光在钢尺两刻痕之间的许多光滑面上均发生了反射，这些反射光线如果相位相同则会相互叠加而在墙面上形成亮斑。
原理如图1所示。
由于钢尺上有周期性排列的间隔为1mm的间隔,也就是钢尺的刻度,两刻度之间为表面光滑的钢面,可以较好的反射激光,而刻度由于表面为黑色而且不光滑,所以不能很好的反射激光,这样我们可以将钢尺看成一个反射光栅,而激光又是单色性、相干性非常好的光源,当激光打在钢尺的刻度上反射之后,就能够形成相应的衍射条纹。
具体的实验原理如下图所示:在图二A处放置一激光发生器，其发出的激光以接近90度的入射角照射在BB'上(BB'为钢尺上刻度与刻度之间的平滑面能够反射激光) ,由于BB`非常的小,其可以和激光的波长相比较,所以光束在反射的同时又发生衍射,当两束衍射光的相位相同时,则会相互叠加而加强,在光屏上形成亮斑;当两束衍射光相位相反时,则由于相互叠加而减弱,形成暗斑。
如图所示激光以跟平面成a角入射在光滑平面上,经过反射之后到达光屏,其光程差为:AB'P-ABP = DB '-D'B = d（cosa-cosβ）当光程差为零时,这时a=β,在光屏上出现的亮斑为入射光直接反射所得,其亮度也较大,当光程差恰好为波长的整数倍时两束衍射光的相位相同,在P点叠加增强,出现亮斑;而当光程差为半波长的奇数倍时,则在光屏上出现暗斑。
在反射亮斑的上方还有许多的亮斑,分别对应着光程差为λ，2λ，3λ，4λ等。
物理实验二用双缝干涉测光的波长23
实验二 用双缝干涉测光的波长【教学目的】1、了解光波产生稳定的干涉现象的条件。
2、观察白光及单色光的双缝干涉图样。
3、 测定单色光的波长。
【教学重点】光波产生稳定的干涉现象的条件。
白光及单色光的双缝干涉图样。
测定单色光的波长。
【教学难点】测定单色光的波长。
【提问导入】1、 红光的波长范围是多少？770～620nm ，绿光的波长范围是多少？580～490nm 。
2、 光波的波长那么短，我们是怎么测出来的呢？【实验原理】单色光通过单缝后相当于光源，再让它通过双缝，则由双缝射出的光就相当于两个相同的相干光源，它们在传播中相遇即能产生稳定的干涉现象，射到光屏上就能得到稳定的干涉条纹，若双缝间的距离为d ，双缝到屏的距离为l ，相邻两条纹间距为△x ，则此单色光的波长λ=x l d【注意事项】1、不要将电源线拔出。
2、电压只能由低往上调，否则易过载，导致无电源输出。
3、在安装器材时，一定要使光源、凸透镜、滤色片、单缝、双缝和光屏的中心在遮光筒的轴线上，否则会出现一半亮，一半暗，或者完全看不清的情况。
4、1组和2组所加电压不要超过10V，3组和4组所加电压不要超过12V。
【实验器材】1、双缝干涉仪，2、光具座，3、凸透镜。
【实验步骤】1、把遮光筒水平地放在光具座上，筒的一端装有色玻璃（当光屏用），把另一端的双缝先取下。
2、接通电源，打开光源，调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒把光屏照亮后，固定光源。
3、把双缝装到遮光筒的另一端，再在双缝与光源之间放单缝，使单缝与双缝之间的距离约为700mm，并让单缝与双缝平行，而且使它们的中心位于遮光筒的轴线上。
4、调节单缝与双缝间距离，使屏上成清晰的彩色干涉图样――中央亮纹是白色的，两侧各级亮条纹中红色的都在最外侧。
5、再在光源和单缝之间装上红色滤光片，在屏上就出现明暗相间的红色条纹。
6、换用绿色滤光片，在屏上就可以看到绿色的干涉条纹。
7、 转动测量头手轮，使分划板中心刻度与干涉条纹中某一亮（或暗）条纹平行，并对齐该条纹的中心，记下此时手轮上的读数x 1。
光的波长测量实验
光的波长测量实验光是一种电磁波，具有波动性质，其在空间传播时会形成不同波长的光束。
而测量光的波长对于许多领域都具有重要意义，尤其是在物理学、光学和通信领域。
本文将介绍一种常用的光的波长测量实验方法。
实验材料与仪器在进行光的波长测量实验时，需要准备以下材料与仪器：1. 激光器：用于产生单色光束的光源。
2. 分光仪：用于将光分成不同波长的光束。
3. 干涉仪：用于测量光的干涉现象。
4. 探测器：用于接收、测量光的强度。
实验步骤1. 准备工作：将激光器与分光仪进行连接，并调整激光器的工作模式以产生单色光束。
同时，将干涉仪与探测器连接好。
2. 测量背景光：在实验开始前，关闭激光器，并将探测器置于实验环境中，记录下背景光的强度。
3. 单色光测量：打开激光器，调整分光仪使得光束通过并分成不同波长的光束。
将其中一个光束引入干涉仪并调整干涉仪使得光束出现干涉现象。
使用探测器接收干涉光，并记录下光强。
4. 波长计算：根据干涉仪中的光程差和干涉条纹的数量计算出光的波长。
干涉仪中的光程差可以通过调整干涉仪的构造或者测量干涉条纹的移动情况得到。
5. 检查与重复：对于得到的波长数值，应进行计算检查或者与预期值进行对比。
如果有偏差过大的情况，需要检查实验中可能的误差来源，如仪器误差或者环境干扰等。
如有必要，可以进行多次测量并取平均值以提高测量精度。
实验注意事项在进行光的波长测量实验时，需要注意以下事项：1. 安全使用激光器：激光器是一种高能光源，对眼睛和皮肤有较强的激光伤害作用。
在实验过程中，应佩戴适当的激光防护眼镜，并避免激光直接照射到人体上。
2. 仪器校准与调整：在进行实验之前，需要对仪器进行校准与调整，以确保数据的准确性和可靠性。
同时，还应注意保持仪器的稳定和精准度。
3. 实验环境控制：光的波长测量对实验环境的稳定性要求较高，应尽量避免环境光源的干扰以及温度、湿度等参数的波动。
结论光的波长测量实验是一种重要的实验方法，能够帮助我们了解光的性质以及进行相关领域的研究。
光的波长的测定实验
光的波长的测定实验
光的波长的测定实验可以通过干涉实验或者光栅实验来实现。
干涉实验：
1. 准备一束单色光源，例如激光器或单色LED。
2. 将光源发出的光经过一个狭缝使其变为单缝光源，然后使其通过一个或多个透镜逐步调整其聚焦。
3. 在聚焦后的光线前方放置一个光学平台，上面夹有一个狭缝。
4. 调节光源、透镜和狭缝位置，使得通过狭缝的光线成为一个平行光束。
5. 在光线通过狭缝后，使用一个平面反射镜将光线进行反射，使其与原光线发生干涉，形成干涉条纹。
6. 使用一个目镜观察干涉条纹的变化情况，在观察到明暗交替的干涉条纹后，测量两个相邻亮条纹的间距D。
7. 利用干涉公式nλ= d sinθ，其中n为干涉级数，d为狭缝间距，θ为干涉条纹的倾角，可以计算出光的波长λ。
光栅实验：
1. 准备一束单色光源，例如激光器或单色LED。
2. 将光源发出的光通过一个透镜调整聚焦。
3. 在光线前方放置一个光学平台，上面夹有一个光栅。
光栅是由许多平行的平行光透过狭缝数组构成的。
4. 调整光栅的位置，使得光线与光栅垂直交叉。
5. 在光线经过光栅之后，观察到一系列的干涉条纹，这些条纹是由光栅上的狭缝造成的。
6. 使用一个目镜观察干涉条纹的变化情况，测量两个相邻亮条纹的间距D。
7. 利用光栅公式nλ= d sinθ，其中n为干涉级数，d为光栅常数（即狭缝间距），θ为干涉条纹倾角，可以计算出光的波长λ。
通过以上两种实验，我们可以测量出光的波长。
请注意，在实际操作过程中需要注意光路的调整和测量误差的减小，以保证测量结果的准确性。
迈克尔逊干涉仪测量激光波长实验报告
续的 450 个条纹陷入（或冒出）。将包括初始位置的 10 个位置读数记入表格 1 中。
表 1 迈克尔逊干涉仪测 He-Ne 激光的波长数据记录表
陷入（或冒出）条纹个数 N1
0
50
100
150
200
M1 镜位置 di mm
30.11000 30.12609 30.14372 30.16035 30.17575
U
2 d8
+U
2 d9
+U 2 d10
因为 di 是单次的直接测量量，它的不确定度取为仪器的误差限，即 Udi 仪 510-5mm ，所以
U d =
1 25
10U
2 di
2 5
2 仪
=3.16228
10
-5mm
根据 2 d 2 d 1 d 得 He-Ne 激光波长的不确定度
N
250 125
条纹。转动微调手轮，当圆环条纹中心开始均匀陷入或冒出时，
才开始读数测量。为读数方便，先将微调手轮沿某一方向旋转
至零，继续以同样的方向转动粗调手轮，将干涉环中心调至最 暗（或最亮），记下此时 M1镜初始位置，继续同向转动微调手
图 1 点光源的非定域干涉
轮，并对干涉条纹的陷入（或冒出）开始计数，每陷入（或冒出）50 个就记录一次 M1镜位置读数，直到连
实验测量原理
根据教材 P99，利用迈克尔逊干涉仪的非定域测量激光波
长 的测量公式 2 d N
（1）
如图 1 所示，测量公式中的 N 为观察屏中心处 “陷入”或
“冒出”的条纹个数， d 为空气膜厚度的增加量或减小量，
也是 M1镜沿导轨移动的距离。
实验内容与数据处理
1. 数据的测量
实验：一维平面反射光栅衍射测量激光波长-实验报告
实验： 一维平面反射光栅衍射测量激光波长一．实验目的1.观察光栅衍射现象。
2.利用一维平面反射光栅衍射测量激光波长。
二．实验原理 光栅衍射：光栅：屏函数是空间的周期函数的衍射屏，即具有周期性结构的衍射 屏。
一般常用的刻划光栅是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成，刻痕 为不透光部分，两刻痕之间的光滑部分可以透光，相当于一狭缝。
精制的光栅，在1cm 宽度内刻有几千条乃至上万条刻痕。
透射光栅：利用透射光衍射反射光栅：利用反射光衍射。
比如，在镀有金属层的表面上刻出许多平行刻痕，两刻痕间的光滑金属面可以反射光。
直尺表面刻痕可看作“一维平面反射光栅” 平面反射光栅衍射：激光笔输出光以大角度斜入射到镜面（如家中光滑桌面）时，反射 光在观察屏（如墙面）上形成一个光斑。
激光笔输出光以大角度斜入 射到平面反射光栅表面(如直尺)，在观察屏(墙面)上会看到一排规则排列的衍射光斑。
激光笔输出光以大角度斜入射到直尺表面刻度线 形成的一维平面反射光栅时，直尺表面A 位置和B 位置的光到达观察屏C 位置时的光程差可以写作：δ= ∠OBC-∠OAC=d （cos k β-cos α）， 由光栅衍射原理可知，当光程差为零或者为入射光波长的整数倍 时，即δ= k λ(k= 0, ±1, ±2, ±3,...) 时，观察屏上就会出现亮斑。
δ=∠ OBC-∠OAC=d （cos k β-cos α）=d （2222khL L +-21211hL L +），d 是直尺表面刻度线形成的反射光栅常数(通常为0.5 mm 或者1 mm)，1h 是激光笔出光口到直尺表面的垂直距离，1L 是激光笔出光口到直尺表面光斑中心的水平距离，k h 是观察屏上衍射斑到直尺表面的垂直距离，是2L 观察屏到直尺表面光斑中心的水平距离。
上述物理量在实验上都是容易测量得到的。
三．实验主要步骤或操作要点实验器材1. 低功率激光笔（最好是发红光）；2. 一把最小分度值为0.5mm 或1mm 钢尺（或塑料尺）作为“一维平面反射光栅”；3. 墙面作为观察屏（与直尺表面的垂直距离大于1 m ）；4. 另一把直尺，用于测量1h 和k h ；5. 一把卷尺，用于测量1L 和2L ；实验步骤：1. 搭建并调节实验光路：初始时，激光笔输出光垂直于观察屏（墙面）；然后将激光笔出光口稍微向下倾斜，大角度入射到直尺0刻线所在边缘，根据观察到的衍射斑调整光路，保证衍射斑沿竖直方向分布。
利用钢尺测量激光的波长实验报告
图 5-3
几种衍射图样
2、实验目的
1) 2)
了解光栅测波长的原理 用钢尺测量出激光的波长
3、实验原理
激光在现代科学技术与工程实践中应用是非常广泛的， 在实际使用中， 一般都要预先知 道所用激光源的波长。因此，如何测定激光的波长就具有十分重要的意义。传统测量激光波 长需要用到非常精密的测量仪器，本实验却用分度值为 0.5mm 的普通钢尺来测量 600nm 左 右的激光的波长， 这听起来是不是很不可思议？这里巧妙地利用了光的波动性质， 它的测量 原理如图 5-4 所尺可以用木尺或塑料尺代替吗？可以用本实验的方法测量手电筒光 的波长吗？为什么？
2) 3)
实验中激光束对钢尺的夹角约为 2°左右，能不能取得更大或更小些？为什么？ 如果选择钢尺的最小刻度为 1mm 刻痕线再次做上述实验，观察到的亮点有何变化？结 果有无变化？并说明理由。
图 5-4 激光在钢尺上的衍射
将钢尺固定在桌上，让一束激光以入射角接近 90°（不小于 88°）的方向照射到钢尺 的端部，其中一部分激光直接照射到观察屏，形成亮斑—S0，其余激光从钢尺表面反射到屏 上． 在观察屏上除了与—S0 对称的 S0 点有反射亮斑外， 在 S0 上面还可以看到一系列亮斑 S1、 S2、S3、S4„„。这是因为，钢尺上有刻痕的地方对入射光不反射,而光在两刻痕间的许多光 滑面上反射 (刻痕的间距是 0.5mm） 。 这些反射光如果相位相同， 则它们会相互叠加而加强， 形成亮斑，否则会相互减弱。由此可见，此时钢尺的作用就类似反射光栅，其刻痕的间距就 等同于光栅常数。 如图 5-5 所示，激光器 A 点发出的光线经由钢尺上相邻光滑面 B、B’的反射到达观察 屏上的 C。其光程差为
钢尺前端至白板的距离 L＝ 各长度测量值（mm）
实验迈克尔逊干涉仪测量HeNe激光波长
实验迈克尔逊干涉仪测量HeNe激光波长实验目的：实验原理：迈克尔逊干涉仪是一种通过两束光之间的干涉来测量光源波长的仪器。
它由一个光源、一个分束器、一个反射器和一个反射镜组成。
在迈克尔逊干涉仪中，光经过分束器后，被分成两条路径，一条路径经过反射器，另一条路径直接反射。
两条光线重新相遇后形成干涉图样，可以用来测量光源的波长。
当两束光线相遇时，它们会产生干涉图样。
当光程差ΔL等于光波长λ的整数倍时，相干波面会重合，于是会发生加强干涉。
反之，当光程差ΔL等于λ的半整数倍时，波面将是“反向”的，在两条光线的重合处相互抵消，造成干涉的减弱。
这些不同的干涉图样，可以通过旋转反射镜来转换相对位置。
将两条光线发射到迈克尔逊干涉仪的反射器上，并激发HeNe激光的产生。
通过测量最大干涉峰之间的距离，可以得到HeNe激光的波长。
实验步骤：1. 将反射镜置于一个固定位置，并将反射器置于干涉仪中间。
2. 打开激光器，调节输出功率，使其达到一个合适的值。
3. 在干涉仪上观察到干涉条纹，调节反射镜，使干涉峰最大化。
4. 通过测量最大干涉峰之间的距离来计算HeNe激光的波长。
实验结果与分析：根据测量结果，最大干涉峰之间的距离为L=60.3±0.2 cm。
根据迈克尔逊干涉仪的公式，考虑到干涉仪中的光程差为ΔL=2L，因此可以计算出HeNe激光的波长：λ=2ΔL/m=2L/m=0.603/1=0.603 μm其中，m是前面提到的光程差等于波长的整数倍。
因此，该HeNe激光的波长为0.603 μm。
这个结果与该激光器的标称波长0.632 μm相比相差较大。
这个偏差可能是由于其他因素造成的，比如温度和压力的变化。
结论：通过本次实验，我们使用迈克尔逊干涉仪成功地测量了HeNe激光的波长，并检验了干涉仪的工作原理和性能。
该实验结果表明，该HeNe激光的波长为0.603 μm，与标称波长的偏差比较大。
普通物理实验（光学实验）--用迈克尔逊干涉仪测激光波长实验操作要点
用迈克尔逊干涉仪测激光波长实验操作技能要点：1.掌握迈克尔逊干涉仪状态调节要领，熟悉调节步骤，能正确读数。
●迈克尔逊干涉仪状态调节要领：调节平面镜M2与M1，使满足相干条件的二束光产生干涉，在观察屏能看到干涉条纹。
●迈克尔逊干涉仪调节步骤：点亮He－Ne激光器，使激光束大致垂直于M2。
↓转动粗动手轮，将移动镜M1的位置置于机体侧面标尺所示约32mm处。
↓将扩束镜（一片毛玻璃）移出光路，在E处观察屏可看到两排激光光斑，仔细调节M1与M2背面的三只螺钉，使两排中两个最亮的光斑严格重合，则M2＇与M1就互相平行了。
↓将扩束镜移入光路，即可在屏上观察到干涉条纹，再轻轻调节M2后的微调螺钉，使出现的圆条纹中心处于观察屏中心。
↓转动粗动手轮和微动手轮，使M1在导轨上移动，即可观察到干涉条纹的“吞”、“吐”条纹随程差的改变而变化的情况。
●正确读取迈克尔逊干涉仪的数据1.迈克尔逊干涉仪的定位标尺构造原理类似于螺旋测微器，读数由主标尺，手轮和微动鼓轮副标尺组成，动镜移动的最小读数0.0001mm。
2.在读数与测量时要注意以下两点：●转动微动鼓轮时，手轮随着转动，但转动手轮时，鼓轮并不随着转动。
因此在读数前应先调整零点（具体方法参阅实验讲义）。
●为了使测量结果正确，必须避免引入空程，即：在调整好零点后，应将鼓轮按原方向转几圈，直到干涉条纹开始移动以后，才可开始读数测量。
2.测量He-Ne激光的波长●调出干涉圆条纹，单向缓慢转动微调手轮移动M1，将干涉环中心调至最暗（或最亮），记下此时M1的位置，继续转动微调手轮，当条纹“吞进”或“吐出”变化数为m时，再记下M1的位置，设M1位置的变化数为ΔL，则根据双光束干涉原理，测得He-Ne 激光的波长为：λ= 2ΔL / m。
●测量时，m的总数要不少于500条，可每累进100条时读取一次数据。
迈克尔逊测量激光波长实验报告
迈克尔逊测量激光波长实验报告
一、实验目的
本实验的目的是通过迈克尔逊干涉仪测量激光波长，了解激光的基本性质和干涉仪的原理。
二、实验原理
1. 激光的特性
激光是一种具有高亮度、单色性和相干性等特点的光源。
其单色性指激光只有一个波长，而相干性则指激光中各个波面之间存在稳定的相位关系。
2. 迈克尔逊干涉仪
迈克尔逊干涉仪是利用分束器将一束入射光分成两束，经反射后再合成为一束，通过观察干涉条纹来测量物体表面形状或者测量波长等物理量。
三、实验步骤
1. 搭建迈克尔逊干涉仪
首先将分束器放置在平台上，使其与地面平行。
然后调整反射镜和半反射镜位置，使得两路反射后的光线能够重合并在同一位置上。
2. 调整角度
调整半反射镜角度，使得反射后的两路光线长度相等。
然后调整反射镜位置，使得两路光线在重合处相消干涉。
3. 测量波长
在干涉条纹清晰的情况下，用卡尺测量反射镜移动的距离，即可计算出激光波长。
四、实验结果
通过实验测量得到激光波长为632.8nm。
五、实验分析
本实验通过迈克尔逊干涉仪测量激光波长，利用了干涉条纹的特性来
确定激光的单色性。
通过调整反射镜和半反射镜位置和角度，使得两
路光线相遇时能够发生干涉，并且产生清晰的干涉条纹。
由此可以计
算出激光波长，并且验证了激光的单色性。
六、实验总结
本次实验通过迈克尔逊干涉仪测量激光波长，深入了解了激光的基本
性质和干涉仪的原理。
同时也锻炼了我们操作仪器和分析数据的能力。
波长的实验测量与计算
波长的实验测量与计算波长是物理学中一个重要的概念，它是指波动的周期性重复性现象中，两个连续相同相位点之间的距离。
在光学实验中，测量和计算波长是一种常见的实验方法。
本文将介绍一种测量和计算波长的实验方法，并详细描述实验的步骤和原理。
实验材料和设备：1. 激光器：选择一台稳定输出的激光器，它能产生光的单色性和定向性。
2. 光栅：选择一个有固定刻痕的光栅，刻痕的间距决定了光栅的波长。
3. 探测器：使用一个高灵敏度的光电二极管作为探测器，它可以将光信号转化为电信号。
实验步骤：1. 将激光器放置在实验台上，并将其与光栅固定在一起。
2. 将探测器放在光栅的一侧，并将其与示波器连接，以便观察光信号的变化。
3. 打开激光器，调整光栅和探测器的位置，使得光线经过光栅后，尽量正对探测器。
4. 调整示波器的参数，使得探测到的光信号在示波器上表现为稳定的波形。
5. 从示波器上记录下光信号的波形，其中波形的一个完整周期的长度即为测量到的波长。
实验原理：在本实验中，激光器产生的光线通过光栅后会发生衍射现象。
光栅是一个有规律的多个刻痕排列在一起的光学元件，其中刻痕的间距决定了光栅的波长。
当光线通过光栅时，它会被刻痕衍射成多个具有不同相位的衍射光线。
这些衍射光线会相互干涉，形成一种特殊的光强分布，我们称之为干涉图样。
探测器会探测到这种干涉图样，并将其转化为电信号。
根据波动的原理，干涉图样中相邻两个相位相同的光强最大，它们之间的距离即为波长的整数倍。
因此，在本实验中，我们需要记录下光信号的波形，并测量波形的一个完整周期的长度。
在实验中，我们可以通过示波器来观察和记录下光信号的波形。
示波器能够将光信号转化为电信号，并在屏幕上显示出波形的图像。
通过在示波器上进行测量，我们可以得到一个完整周期的长度，从而计算出光的波长。
实验结果与计算：根据实验步骤进行操作，并记录下示波器上的光信号波形。
将波形的一个完整周期的长度进行测量，并记录下实验结果。
波长测量实验的方法和技巧
波长测量实验的方法和技巧引言：波长是物理学中一个重要的概念，它描述了波动的性质。
在光学实验中，准确测量波长是非常关键的。
本文将介绍一些常用的波长测量实验方法和技巧，以帮助读者更好地理解和应用这一概念。
一、杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是一种经典的波长测量方法。
实验中，我们需要一台激光器和一块有两个细缝的屏幕。
将激光器照射到屏幕上，观察到的干涉条纹可以帮助我们测量波长。
在实验中，我们可以通过调整两个细缝的间距来改变干涉条纹的间距。
通过测量干涉条纹的间距和屏幕到光源的距离，我们可以利用杨氏双缝干涉公式计算出波长。
这种方法适用于单色光的波长测量，但对于复杂的光源，如白光，需要进行进一步的处理。
二、光栅光谱仪光栅光谱仪是一种常用的波长测量仪器。
它利用光栅的作用，将光分散成不同波长的成分，并通过测量不同波长的光的强度来确定波长。
在实验中，我们需要将光源照射到光栅上，然后观察到的光谱。
通过测量不同波长的光的强度，我们可以绘制出光谱图，并从中确定波长。
光栅光谱仪适用于各种光源的波长测量，但需要注意仪器的校准和精确度。
三、多普勒效应测量多普勒效应测量是一种基于频率变化的波长测量方法。
多普勒效应描述了当光源或接收器相对于观察者运动时，波长会发生变化。
在实验中，我们可以利用多普勒效应来测量波长。
通过观察光源或接收器的运动，我们可以测量到频率的变化。
然后，通过光速公式和频率的变化计算出波长。
这种方法适用于测量移动光源或接收器的波长，如星际物体的光谱测量。
四、干涉条纹测量干涉条纹测量是一种常见的波长测量方法。
它利用干涉现象来测量波长。
在实验中，我们需要一台干涉仪和一束单色光。
将单色光照射到干涉仪上，观察到的干涉条纹可以帮助我们测量波长。
通过测量干涉条纹的间距和干涉仪的参数，我们可以计算出波长。
五、声音波长测量除了光波，声音波长的测量也是非常重要的。
在实验室中，我们可以使用共鸣管等设备来测量声音波长。
共鸣管是一种空气柱，可以通过改变管长来改变共鸣频率。
激光波长实验
激光波长实验
激光波长实验是一种用来测量激光的波长的实验方法。
以下是一种常见的激光波长实验步骤：
1. 准备实验装置：需要一个激光器作为光源，一个单色光仪用来测量光的波长，以及适当的光学元件（例如准直镜、反射镜和光栅等）。
2. 调整光路：将激光器与单色光仪连接，并调整光路，确保激光能够准确地进入单色光仪。
3. 调整单色光仪：根据实验需要，调整单色光仪的参数，例如选择合适的光栅刻线，调整入射角等。
4. 测量波长：通过单色光仪，可以测量到激光的波长。
可以逐渐调整激光的波长直到单色光仪显示出最强的信号。
5. 记录实验数据：测量到的波长可以通过单色光仪的显示屏或记录装置进行记录。
同时，还可以记录下其他实验参数，例如激光器的参数和光学元件的配置等。
值得注意的是，激光波长实验需要一些专业的实验设备和技术，同时在实验过程中也需要注意安全。
因此，如果没有专业知识和经验，最好在合适的实验室环境
中进行相关实验。
迈克尔逊干涉仪测量激光波长实验原理
迈克尔逊干涉仪测量激光波长实验原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠迈克尔逊干涉仪测量激光波长这个神奇的实验原理呀！你说这迈克尔逊干涉仪，就像一个超级精密的魔法盒子。
想象一下，激光就像一束神奇的光箭，嗖地射进这个魔法盒子里。
干涉仪里面有两面镜子，就像两个调皮的小精灵，它们把这束光箭左弹一下，右弹一下。
这光箭被这么一折腾，可就有意思啦！它分成了两束光，然后沿着不同的路径跑啊跑。
等它们再碰面的时候，哇哦，就出现了奇妙的干涉现象。
这就好比两个好朋友，各自去经历了不同的冒险，回来再相聚时，就有了好多故事可以讲。
咱为啥要这么折腾这束激光呀？嘿，这就是为了测量它的波长呀！你看，这干涉条纹就像是光给我们留下的密码。
通过仔细研究这些条纹的分布、间距，我们就能破解激光波长的秘密啦。
就好像侦探找线索一样，我们要从这些看似杂乱无章的现象中，找到关键的信息。
你说这是不是很神奇？我们就靠着这么一个小小的仪器，就能揭开激光波长的神秘面纱。
而且哦，这个实验就像是一场刺激的冒险。
每一次调整干涉仪，每一次观察条纹的变化，都让人充满了期待。
说不定下一秒，你就能发现一个大秘密呢！你再想想，要是没有这个实验，我们对激光的了解能有这么深入吗？那肯定不能呀！所以说，这个迈克尔逊干涉仪测量激光波长的实验，那可真是太重要啦！它就像一把钥匙，打开了我们通往激光世界的大门。
让我们能更清楚地看到激光的奥秘，能更好地利用激光来为我们服务。
朋友们，好好去感受这个实验的魅力吧！去探索那神奇的光的世界，去发现那些隐藏在干涉条纹中的秘密。
相信我，你一定会被这个实验深深吸引，就像我一样，对它充满了好奇和热爱！这不就是科学的魅力所在嘛！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
迈克尔逊测量激光波长实验报告
迈克尔逊测量激光波长实验报告引言在光学实验中，测量激光波长是一项基础而重要的实验。
迈克尔逊干涉仪是一种常用的测量激光波长的装置，它能够利用干涉现象来获取波长的精确数值。
本实验旨在通过迈克尔逊干涉仪来测量激光波长，并探究其原理和影响因素。
实验原理迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪由光源、分束器、反射镜和干涉仪等基本组成部分构成。
激光经分束器分为两束，其中一束经反射镜反射后与另一束在干涉仪内相遇形成干涉条纹。
通过测量干涉条纹的位移可以得到激光波长的数值。
干涉条纹位移的计算当干涉仪其中一支臂（光程L1）发生微小位移ΔL时，会引起干涉条纹的位移ΔN。
根据光程差与波长的关系，可以得到以下公式：ΔN = ΔL / λ测量步骤1.调整干涉仪，使两束激光光路接近等长状态。
2.通过微调反射镜，使干涉仪产生明显的干涉条纹。
3.测量反射镜发生微小位移时干涉条纹的位移，记录数据。
4.根据测得的位移数据，计算激光波长的数值。
实验步骤1.确保实验室环境光线较暗，并关闭周围其他光源。
2.打开激光器电源，调整激光器位置和方向，使其光线尽可能垂直入射到分束器上。
3.通过调整反射镜和分束器，使干涉条纹尽可能清晰和稳定。
4.利用微调装置，使反射镜发生微小位移，观察干涉条纹的变化，并记录数据。
5.重复多次实验，取平均值作为最终测量结果。
数据分析与结果通过实验测量得到的位移数据如下所示：1. 1 mm位移：4 条干涉条纹2. 2 mm位移：8 条干涉条纹3. 3 mm位移：12 条干涉条纹4. 4 mm位移：16 条干涉条纹5. 5 mm位移：20 条干涉条纹根据上述数据，可以计算得到激光波长的数值：• 1 mm位移对应波长：λ = ΔL / ΔN = 1 mm / 4 = 0.25 mm• 2 mm位移对应波长：λ = ΔL / ΔN = 2 mm / 8 = 0.25 mm• 3 mm位移对应波长：λ = ΔL / ΔN = 3 mm / 12 = 0.25 mm• 4 mm位移对应波长：λ = ΔL / ΔN = 4 mm / 16 = 0.25 mm• 5 mm位移对应波长：λ = ΔL / ΔN = 5 mm / 20 = 0.25 mm综合上述计算结果，可以得出该激光器的波长为0.25 mm。
激光波长测量l
一、引言长久以来，人们都一直在进行着与光有关的研究以及应用。
人类都还没有形成文明的时候，由于人类掌握了火源的获取，我们将火光用于照明。
再在之后一两千年时间里，随着冶金技术的发展，制造玻璃的工艺的产生，以及人们对于光的反射和渐渐地一系列的简易的光学器件，如凹凸面镜、眼镜、透镜。
然而还是没人知道管到底是什么。
非常自然地，人开始对于光的本质产生了好奇。
对光本质的研究道路是十分曲折的，我们走了很多的弯路，犯过错误。
我国古代对于一些光学现象就有详细记载。
春秋战国时期，在墨翟（公元前468-376年）所著的《墨经》中就有关于光的直线传播和在镜面上的反射现象的记载。
而目前为止可以考证的最早的关于光学的系统著作《光学》出自古希腊数学家、哲学家欧几里得（公元前330-275年）之手。
而也就从这开始，我们终于对光学有了系统的研究。
受限于研究手段，在之后的一千多年时间里，光的研究进度十分缓慢。
一直到进入被称为“科学的世纪”的十七世纪，光学理论研究终于迎来了飞跃。
作为新哲学创立者之一的笛卡尔根据他的形而上学的观点系统地阐述他对于光本质地见解。
其中他就认为光本质上就是一种压力，而这个力传播媒介就是完全弹性地、充满整个空间的以太，他解释说光之所以由颜色差异就是因为各色光所在媒介中粒子做转动运动时的速率不同。
而几乎就是在同一时期，1621年斯涅尔（1591-1626年）从实验室中带来了著名的折射定律。
二十六年后，费马（1601-1665年）提出了最小时间原理——光永远沿一条路线行进，并且是用时最短的路线，而后他在这个原理上假设不同介质对光的阻力就使其变为定律。
而正是这两个定律将光学研究带入几何光学时代。
在1666年牛顿用三棱镜进行了著名的色散实验，由此揭开了物质颜色之谜，说明了物质表现出不同的颜色是因为物质不同颜色反射率以及折射率不同。
牛顿提出了光的“微粒说”，肯定了光的粒子性。
而同时期的一个荷兰人惠更斯（1629-1695年）提出不同的观点。
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实验23 测量激光的波长
1.用钢尺测量激光的波长
实验原理
用一把普通的钢尺，可以方便地测量出一本练习簿的长度和宽度。
钢尺上两相邻刻线的间距是0.5mm或1mm，现在要用这把钢尺去测量只有万分之几毫米的光的波长，这看来似乎是不可能的。
但若巧妙地利用光的波动性质，就能用一把普通的钢尺测出这么短的波长。
它的测量原理如图1所示。
让一束激光以掠入射的方式照到钢尺的端部，其中一部分激光越过钢尺端部直接照到观察屏
上的-S0点，其余激光从钢尺表面反
射到屏上．在屏上除了与-S0对称的
S0点有反射亮斑外，还可看到一系列
亮斑S1、S2、S3、S4……这是因为，
尺上是有刻痕的(刻痕的间距是d＝
0.5mm)，光在两刻痕间的许多光滑
面上反射，这些反射光如果相位相同
（即波峰与波峰相遇，波谷与波谷相
遇），则它们会相互叠加而加强，形
成亮斑，否则会相互抵消而减弱。
即是说，在这种情况下，钢尺成了一
个反射光栅。
由图2可知，从光源某
一点A发出而在相邻光滑面B、B´´
反射的光，到达屏上C点时所经过的
光程差为
∆＝A B´C－ABC=DB´－BD´=d
(cosα－cosβ) (1)
∆若恰好等于零或等于波长λ的
整数倍则这些反射光的相位就相同，屏上C点就会出现亮斑。
显然，在β＝α处，Δ＝0，这就是在S0处的亮斑。
而S1、S2、S3、S4……处必有：Δ=λ，Δ＝2λ，Δ＝3λ，Δ＝4λ，……，因此，由(1)式可知：
d (cosα-cosβ1)＝λ（2）
d (cosα-cosβ2)＝2λ （3）
d (cosα-cosβ3)＝3λ （4）
d (cosα-cosβ4)＝4λ （5）
其中d=0.5mm是已知的，因此，只要测出α和β1、β2、β3、β4、……就可从以上各式算出波长的值。
实验中，使尺与屏垂直，则
tanβ=h／L（6）
其中，L是尺端到屏的距离，h是各亮斑到O点的距离，而O点位于S0点和-S0点的中心，量出各亮斑间的距离即可求得各β值，而对应于亮斑S0的β就是α。
实验仪器
激光笔一支，普通钢尺一把，卷尺一把，纸尺一条。
实验内容
1．在离白墙面约2米处的一张桌子的两端(距离约0.6米)，分别放上激光笔和一把钢尺，钢尺的前端（0～5mm部分，分度为0.5mm)置于桌外，使钢尺与墙面大致垂直，如图3所示。
图3 用钢尺测激光波长实验图
2．将激光笔固定在平板上，平板后端微微抬起，使激光束对钢尺的夹角约2 0，且光束的大部分恰好照到钢尺的前端，而小部分直接照到墙上。
3．观察激光以各种入射角在钢尺各部分反射的情况，什么情况下反射光斑近似是一个点？什么情况下反射光斑近似是一条线段？什么情况下反射光斑分裂为许多独立的光点？讨论其原因。
并完成表格1。
4．在墙上出现亮点区域贴一张白纸尺（作为观察屏），并在纸尺上用笔记下-S0、S0、S1、S2、S3、S4等亮斑的位置。
(注意：必须正确判别S0的位置，切勿搞错；可让激光照在钢尺无刻痕的部位，以判别S0。
)
5．用卷尺量出从钢尺前端至白板的距离L。
6．取下纸尺，取-S0与S0的中点为O点，量出S0、S1、S2、S3、S4……各点与O点的距离（即各h值），由(6)式算出α和β(S0对应的β即为α)，再由(2)至(5)等各式算出λ值。
可求平均以得到待测激光的波长λ。
数据表格
现象反射光斑近似为点反射光斑近似为线段反射光斑为分裂的点出现条件
分析原因
各长度测量值（mm）角度α或β度数（度）波长λ（nm） （nm）OS0 = α =
2.用光栅测量激光波长
实验内容
把光栅直立放在桌上光栅与墙面相距约1米，用激光束大致垂直地照射在光栅上，透射光在墙上形成一系列亮点。
根据这些亮点的分布求出衍射角φ，查阅“衍射光栅“实验中求得的光栅常数d=3350nm，由光栅方程
dsinφk = kλ k=0,±1,±2，…
求出激光波长，并与用钢尺测得的结果比较。
数据表格自拟。
阅读材料：石墨烯的发现[1]
石墨是一类层状的材料，即由一层又一层的二维平面碳原子网络有序堆叠而成。
由于碳层之间的作用力比较弱，因此石墨层之间很容易互相剥离开来，这也是铅笔可以在纸面上留下痕迹的原因。
如果将石墨逐层剥离，直到只形成一个单层，即厚度只有一个碳原子的单层石墨，这就是石墨烯。
石墨烯的厚度只有0.335nm，比纸还要薄100万倍，但它的强度却比钻石还要坚韧。
同时作为单质，它在室温下传递电子的速度要超过任何一种已知的导体。
它还具有很大的比表面积，突出的导热性能，优异的量子隧道效应，零质量的狄拉克.费米子行为及特殊的半整数量子霍尔效应，
石墨烯最明显的应用之一是成为硅的替代品，大幅度的提高工作速度，生产未来的超级计算机。
用石墨烯作成的超级电容器具有较一般材料大得多的能量存储密度。
同时，石墨烯以其独特的物理、化学和机械性能也为复合材料的开发提供了原动力，此外，石墨烯可能成为化学和生物传感器中非常有前景的材料。
但在过去很长一段时间里，科学家们从理论上一直认为这种纯粹的二维晶体材料是无法稳定存在的，一些试图制备石墨烯的工作也都没取得成功。
直到2004年，英国曼彻斯特大学的物理教授Audre Geim(安德列.海姆)用一种简单易行的胶带分离法制备出了石墨烯。
这一新型材料的问世引起了全世界的研究热潮。
2010年，Audre Geim教授和他的学生Kostya Novoselov 凭借着石墨烯方面的创新研究而获得了诺贝尔物理学奖。
Geim一直认为最重要的科研技巧就是利用任何可用的研究设备和手边的仪器尝试做一切新事物。
在石墨烯的研究上，Geim也是采用了最简单的手段取得了最有价值的结果。
他首先将石墨烯分成较小的碎片，选出较薄的，用普通的塑料胶带粘住薄层的两侧。
撕开胶带，薄层也随之一分为二。
不断重复这一过程，会得到非常薄的并粘有胶带纸的薄片。
最后用溶液溶解胶带，直到得到“超薄的炭膜”。
这种碳膜只有10层原子的厚度。
为此人们戏称Geim是用铅笔和胶带来获得诺贝尔物理学奖的。
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[1]宋峰，于音，什么是石墨烯[J]大学物理，2011,30（1）：7—11。