双棱镜光干涉实验仪说明书
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。
实验十三双棱镜干涉
实验十三双棱镜干涉一、实验目的（一）观察双棱镜干涉现象；（二）利用双棱镜干涉测定单色光的波长。
二、实验器材氦氖激光器（1套）扩束透镜（f=5cm）（1个）双棱镜（1个）读数显微镜（1台）透镜夹（3个）光具座（1付）小灯（1个）太阳眼镜（1付）光屏（1个）三、实验原理与仪器描述观察光波干涉现象的方法很多，双棱镜干涉是其中之一。
双棱镜是一块表面光滑。
顶角接近于180°的玻璃棱镜，其顶端的直线称为双棱镜的脊，两侧的表面称为棱面，双棱镜干涉的实验装置如图13-1所示。
图13-1 双棱镜干涉光路图从激光光管发出的单色光经扩束透镜扩束后入射在双棱镜的两个棱面上，经棱镜的折射后分成两束光A1A2和B1B2。
在A2B2之间的区域内，这两束光互相叠加而形成干涉。
由于激光束有很好的平行性，通过扩束透镜后的光必会聚于透镜的后焦点F上，因此，可以认为入射双棱镜的光束是从位于F的点光源S发射出来的。
将A1A2向后延长，其交点S1就是由双棱镜造成的S的虚像点。
同样，B1B2向后延长的交点S2也是S的虚象点，由此可以看到，这里的双棱镜干涉相当于以S1和S2为双孔的杨氏干涉。
我们知道杨氏干涉在屏上形成明暗相间的条纹，相邻两亮条纹或相邻两暗条纹之间的距离为(13-1)式中d是两个虚光源（相当于杨氏干涉实验的两个小孔）S1和S2之间的距离，D是虚光源与光屏的距离，λ是光源的波长，由几何光学可推得以下结果：D=L1+L2 (13-2)d=L1 (13-3)=（n-1）（π-） (13-4) 上式由双棱镜玻璃的折射率n和双棱镜顶角（以弧度为单位）所决定，可称为双棱镜常数。
假设我们测得第一条暗纹至第K+1条暗纹的距离是L K，则相邻两暗纹的距离为(13-5)将（13-2）、（13-3）、各式代入（13-1）式，得到(13-6) 本实验通过测量干涉条纹的距离及各光学元件在光路中的位置，间接测出氦氖激光的波长。
四、实验方法与步骤（1）按图13-1在光具座上顺次摆好各器件。
双棱镜干涉实验
双棱镜干涉实验【实验目的】1．掌握用双棱镜获得双光束干涉的方法，加深对干涉条件的理解．2．学会用双棱镜测定钠光的波长．【实验仪器】光具座、白屏、单色光源钠灯、测微目镜、短焦距扩束镜、白炽灯、氦氖激光器、毛玻璃屏、滑块（若干个）、手电筒可调狭缝、双棱镜、辅助透镜、白屏、凸透镜（不同焦距的数个)。
．【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，并且它们的位相差不随时间而变化，那么在两列光波相交的区域，光强分布是不均匀的，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1所示的装置，获得了双光束的干涉现象．图中AB 是双棱镜，它的外形结构如图2所示，将一块平玻璃板的一个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)．从单色光源发出的光经透镜L 会聚于狭缝S ，使S 成为具有较大亮度的线状光源．从狭缝S 发出的光，经双棱镜折射后，其波前被分割成两部分，形成两束光，就好像它们是由虚光源S1和S2发出的一样，满足相干光源条件，因此在两束光的交叠．区域图1 图2P1P2内产生干涉．当观察屏P 离双棱镜足够远时，在屏上可观察到平行于狭缝S 的、明暗相间的、等间距干涉条纹．设两虚光源S1和S2之间的距离为d '，虚光源所在的平面(近似地在光源狭缝S 的平面内)到观察屏P 的距离为d ，且d d <<'，干涉条纹间距为x ∆，则实验所用光源的波长λ为 x d d ∆'=λ因此，只要测出d '、d 和x ∆，就可用公式计算出光波波长． 【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 放置在光具座上．用目视法粗略地调节它们中心等高、共轴，棱脊和狭缝S 的取向大体平行．(2)点亮光源M ，通过透镜L 照亮狭缝S ，用手执白纸屏在双棱镜后面检查：经双棱镜折射后的光束，有否叠加区P1P2 (应更亮些)?叠加区能否进入测微目镜?当移动白屏时，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，进行必要的调节使之共轴．2．调节干涉条纹(1)减小狭缝S 的宽度，一般情况下，可从测微目镜中观察到不太清晰的干涉条纹（测微目镜的结构及使用调节方法见实验基础知识有关内容）。
双棱镜干涉
二、调节出清晰的干涉条纹
取下透镜，前后稍微移动一下测微目镜，则可 看到干涉条纹。若此时看不到或看到的条纹不清晰， 则使测微目镜距双棱镜近一些，同时将狭缝调小些， 另外旋转狭缝上的旋转螺丝直至出现清晰的干涉条 纹。最后使测微目镜远离双棱镜，以有利于条纹间 距的测量。
三、测量数据
1、用测微目镜测 x 。测出 n条条纹间隔的距离， 除以 n 求出 x。重复测量三次，求其平均值。
“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f 的凸透镜L，当D>4f 时，前后移动透镜L则在测微目 镜中将看到两虚光源所成的缩小像或放大像。分别测出缩 小像或放大像的间距d1和d2，则由几何光学可知：
【实验内容】
一、调节共轴
1、调节光源和狭缝的位置，使钠光灯正对并均匀照亮整个狭缝。 2、加入透镜和白屏，使狭缝中心与透镜的主光轴共轴并使主轴 平行于光具座。 3、加入双棱镜，使其棱脊中点大致在透镜光轴上，此时在屏上 可看到两个平行的狭缝像，利用此像进一步调节使棱脊与狭 缝平行并通过透镜光轴。 4、用测微目镜代替白屏并使其与透镜共轴。
2、测量两虚光源的间距d。 保持狭缝与双棱镜间距不变，使狭缝与测微目 镜间距大于4f，移动透镜，用测微目镜分别测 出放大像的间距和缩小像的间距。分别测量三 次，求出平均值，代入公式 求出 。
d
3、测出狭缝到测微目镜叉丝平面之间的距离D。 重复测量三次，并求出其平均值。 4、将以上数据代入公式，求出Na 光波长，并计 算测量误差。
如果将光屏或测微目镜置于干涉区域中的任何地方， 则在光屏上或测微目镜的分划板上将出现明暗交替 的干涉条纹。条纹间距为：
D x d
其中d是两虚光源间距，D是光源到观察屏的距离。
双棱镜干涉
双棱镜干涉采用分波阵面的方法，可以获得相干光源，双棱镜颇具有代表性。
虽然在激光出现之后，设法获得相干光源的工作已不如早期那样的重要，但双棱镜干涉在实验构思及装置调整等问题上仍然具有重要意义。
【实验目的】1．了解双棱镜干涉装置及光路调整方法；2．观察双棱镜干涉现象并用它测量光波波长；3．利用CDD 成像系统观测双棱镜干涉条纹，学习对CCD 成像系统进行长度单位定标；4．学习测微目镜的使用及测量。
【实验原理】1．双棱镜干涉原理双棱镜可看作是由两个折射棱角α 很小（小于1°）的直角棱镜底边相接而成。
借助于双棱镜可使从光源S 发出的光的波阵面沿两个不同方向传播。
相当于虚光源S 1及S 2发出的两束相干光。
在两束光交迭空间的任何位置上将有干涉发生，在该区域内可以接受并观察到干涉条纹。
双棱镜干涉条纹间距的计算方法，与扬氏双缝干涉的计算方法相同。
在图2中，若S 1和S 2发之间的距离为d ，S 至观察屏的距离为D （当用测微目镜代替屏进行观察时，则为S 至目镜的可动分划板间的距离），P o 为屏上与S 1及S 2等距离的点，在该点处两束光波的光程差也为零，因而两波相互加强而成零级的亮条纹。
在P o 点的两边还排列着明暗相间的干涉条纹。
设S 1和S 2到屏上距P o 点的距离为x k 的P k 点的光程差为δ ，当D >> d 、D >> x 时，有d D x k =δ （1）根据相干条件，当光程差 δ 满足：)2(2λδk ±=时，即在λk dD x ±=处（k = 0、1、2 …），产生亮条纹； )12()2)(12(−±=−±=k dD x k 时，即在λδ（k = 1、2…），产生暗条纹。
这样，两相邻亮条纹的距离为λd D x x x K K =−=Δ+1 （2）如果测得D ，d 及x Δ便可由（2）式求出 λ 值。
2．测量两虚光源之间的距离 D 是两虚光源之间的距离，因而不能用直接的比较方法测得，但它们相当于两个发光点，它们之间的距离可用透镜成像的规律进行测量，常用的方法有物距像距法（略）和共轭法。
双棱镜干涉
【实验内容】
（2）调节双棱镜 在狭缝与透镜之间放入双棱镜。这时屏上出现两条平行亮线（狭缝像），如两
亮线一高一低，表示双棱镜棱脊与狭缝不平行，则要旋转双棱镜使两亮线等高；如 两亮线一粗亮，一细暗，表示棱镜的棱脊未通过透镜光轴，则应平移双棱镜，使两 亮等宽等亮。 （3）调节测微目镜
用测微目镜代替观察屏，调测微目镜高低左右，使之与透镜等高共轴，让狭缝 像位于视场中央，在视场中央找到等高、平行、等亮度的狭缝像。
x d1 | d11 d12 | d2 | d21 d22 |
d d1 d2
D A d1 d2 d1 d2
d x
D
Er
0 0
100 %
代数过程
【注意事项】
1. 不要反复开启钠光灯，影响钠光灯的寿命。 2. 不要用手触摸光学元件表面，以防污染，只能用镜头纸擦试光学
的光，它相当于光源 S 的两个虚像 S1、S2 射出的光（相干光），在两束光
相重叠的区域产生明暗相间的干涉条纹。
光
屏
S1 dS
S2
干涉区
D
λ --- 钠光波长 D --- 虚光源到观测屏间的距离
x D
d --- 两虚光源的距离
d
△x --- 相邻明（或暗）条纹间的距离
【实验仪器】
CXJ-1型光具座、钠光灯、可调狭缝、双棱镜、凸透镜、测微目镜、像屏
【实验内容】
1. 开启钠光灯，调节等高共轴
在光具座上调节钠光灯、可调狭缝、双棱镜、凸透镜、测微目镜等器件同轴等高； 同时调整狭缝使之与钠光光源贴近、对正，让钠光均匀照亮整个狭缝。 （1） 调节凸透镜
在狭缝后放上凸透镜，凸透镜后放上一观察屏。观察屏与狭缝之间的距离大于4f， 透镜在狭缝与观察屏之间沿光轴移动，观察屏上先后两次出现狭缝的像，一次成大 像，一次成小像。比较两次成像中心点的高低，若大像的中心点比小像高，则说明 透镜位置偏高，应下降；反之，则说明透镜位置偏低，应上升。此即所谓“大像追 小像”。反复调节透镜的高低左右，直到大、小像中心点重合为止。
双棱镜光干涉实验仪说明书
用菲涅耳双棱镜测量光的波长自从1801年英国科学家杨氏（T.Young）用双缝做了光的干涉实验后，光的波动说开始为许多学者接受，但仍有不少反对意见。
有人认为杨氏条纹不是干涉所致，而是双缝的边缘效应，二十多年后，法国科学家菲涅耳（Augustin J.Fresnel,1788-1827）做了几个新实验，令人信服地证明了光的干涉现象的存在，这些新实验之一就是他在1826年进行的双棱镜实验。
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灯波长的测量，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。
实验原理菲涅耳双棱镜（简称双棱镜）实际上是一个顶角A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ABD和ACD所组成，故名双棱镜。
当一个单色点光源S从它的BC面入射时，通过上半个棱镜ABD的光束向下偏折，通过下半个棱镜ACD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 点光源通过双棱镜的折射交叠区观察屏λχdD =其中，ｄ是两虚光源的间距，D 是光源到观察屏的距离，λ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χ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λ。
图2 二次成像光路测量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间距ｄ1和ｄ2，则由几何光学可知： ｄ＝21d d正如杨氏实验可把双孔改为双缝一样，为了增加干涉条纹的亮度，可把上述实验中的点光源改为线光源，只要线光源的方向与双棱镜的棱边方向平行即可。
菲涅耳双棱镜干涉实验指导书
实验五 菲涅耳双棱镜干涉[实验目的]1． 观察和研究菲涅耳双棱镜产生的干涉现象； 2． 测量干涉滤光片的透射波长(λ0)。
[仪器和装置]白炽灯，干涉滤光片，可调狭缝，柱面镜，菲涅耳双棱镜，双胶合成像物镜，测微目镜。
[实验原理]如图1a 所示，菲涅耳双棱镜装置由两个相同的棱镜组成。
两个棱镜的折射角α很小，一般约为5 ~ 30'。
从点（或缝）光源S 发出的一束光，经双棱镜折射后分为两束。
从图中可以看出，这两折射光波如同从棱镜形成的两个虚像S 1和S 2发出的一样。
S 1和S 2构成两相干光源，在两光波的迭加区产生干涉。
a、从图1b 看出，若棱镜的折射率为n ，则两虚像S 1、S 2之间的距离a n l d )1(2-= （5-1）干涉条纹的间距λan l l l e )1(2'-+=（5-2）式中，λ为光波的波长。
对于玻璃材料的双棱镜有n =1.50，则λal l l e '+=（5-3） 可得到e l l la'+=λ （5-4） 在迭加区内放置观察屏E ，就可接收到平行于脊棱的等距直线条纹。
若用白光照明，可接收到彩色条纹。
对于扩展光源，由图2可导出干涉孔径角：''l l al +=β （5-5） 和光源临界宽度：⎪⎭⎫⎝⎛+=='1l l a b λβλ （5-6） 从式（5-5）和（5-6）看出，当l'=0时，β=0，则光源的临界宽度b 变为无穷大。
此时，干涉条纹定域在双棱镜的脊棱附近。
b 为有限值时，条纹定域在以下区域内:λαλ-≤b ll ' （5-7）a) 图 1 双棱镜干涉原理图[内容和步骤]1．调整光路，观察和研究双棱镜干涉现象(1) 按图3所示，将光学元件置于光学平台上。
调整光学元件，使其满足同轴等高的要求。
(2) 取l ≈200mm ，l '≈1200mm ，按λ=550nm ，α=30'，n =1.50计算出b 的数值。
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
则
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.
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。
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。
双棱镜光干涉实验仪安全操作及保养规程
双棱镜光干涉实验仪安全操作及保养规程1. 引言双棱镜光干涉实验仪是一种常用的实验仪器，主要用于光学实验和研究。
为了确保实验的安全进行以及实验仪器的正常使用寿命，本文介绍了双棱镜光干涉实验仪的安全操作规程和保养方法。
2. 安全操作规程2.1 实验仪器的摆放与固定在使用双棱镜光干涉实验仪前，请检查实验桌面平整、稳固，并确保实验仪器摆放在稳定的位置上。
避免实验仪器受到外力的震动或倾斜而导致意外事故发生。
2.2 电源的使用双棱镜光干涉实验仪一般需要接通电源才能正常运行。
在使用前，请确保电源线是否完好无损，电源插座是否与电源要求匹配。
同时，注意不要将电源线与其他尖锐物体摩擦，防止电源线绝缘层破损。
2.3 光源的使用双棱镜光干涉实验仪通常配备有特定的光源。
在使用光源前，请确保光源的电源已经关闭，并且不要接触灯泡，避免发生灼伤。
在更换或维修光源时，需要等待一段时间让其冷却。
2.4 操作面板与按钮的使用双棱镜光干涉实验仪的操作面板上通常标有各种按钮和开关，用于调整实验参数和控制实验仪器的运行。
在操作前，请先认真阅读仪器的操作说明书，确保正确理解每个按钮和开关的功能。
操作过程中要轻按按钮，不要用力过度，以免损坏操作面板。
2.5 避免直接观察光线双棱镜光干涉实验仪会产生明亮的光线。
为了保护视力，操作者应该避免直接注视光线，如果需要观察实验现象，可以使用太阳眼镜或其他适当的眼部保护装备。
2.6 实验仪器的正常使用在操作双棱镜光干涉实验仪时，要按照实验操作流程进行，不要随意更改参数或操作方式，以免对实验结果产生误差或对仪器造成损坏。
2.7 实验仪器的关闭与断电实验结束后，应当及时关闭实验仪器并断开电源。
在断开电源之前，先将操作面板上的按钮设置为初始状态，并确保所有设备处于安全状态，避免无意中触发实验仪器。
3. 实验仪器的保养规程3.1 定期清洁定期清洁是保持双棱镜光干涉实验仪正常运行的重要步骤。
使用柔软的布料或气泡吹风机将灰尘、污垢等清除干净。
菲涅耳双棱镜干涉实验指导书
实验五 菲涅耳双棱镜干涉[实验目的]1． 观察和研究菲涅耳双棱镜产生的干涉现象； 2． 测量干涉滤光片的透射波长(λ0)。
[仪器和装置]白炽灯，干涉滤光片，可调狭缝，柱面镜，菲涅耳双棱镜，双胶合成像物镜，测微目镜。
[实验原理]如图1a 所示，菲涅耳双棱镜装置由两个相同的棱镜组成。
两个棱镜的折射角α很小，一般约为5 ~ 30'。
从点（或缝）光源S 发出的一束光，经双棱镜折射后分为两束。
从图中可以看出，这两折射光波如同从棱镜形成的两个虚像S 1和S 2发出的一样。
S 1和S 2构成两相干光源，在两光波的迭加区产生干涉。
a、从图1b 看出，若棱镜的折射率为n ，则两虚像S 1、S 2之间的距离a n l d )1(2-= （5-1）干涉条纹的间距λan l l l e )1(2'-+=（5-2）式中，λ为光波的波长。
对于玻璃材料的双棱镜有n =1.50，则λal l l e '+=（5-3） 可得到e l l la'+=λ （5-4） 在迭加区内放置观察屏E ，就可接收到平行于脊棱的等距直线条纹。
若用白光照明，可接收到彩色条纹。
对于扩展光源，由图2可导出干涉孔径角：''l l al +=β （5-5） 和光源临界宽度：⎪⎭⎫⎝⎛+=='1l l a b λβλ （5-6） 从式（5-5）和（5-6）看出，当l'=0时，β=0，则光源的临界宽度b 变为无穷大。
此时，干涉条纹定域在双棱镜的脊棱附近。
b 为有限值时，条纹定域在以下区域内:λαλ-≤b ll ' （5-7）a) 图 1 双棱镜干涉原理图[内容和步骤]1．调整光路，观察和研究双棱镜干涉现象(1) 按图3所示，将光学元件置于光学平台上。
调整光学元件，使其满足同轴等高的要求。
(2) 取l ≈200mm ，l '≈1200mm ，按λ=550nm ，α=30'，n =1.50计算出b 的数值。
双棱镜干涉实验
实验38 光的干涉实验（三）——双棱镜干涉实验利用菲涅尔（A.J.Fresnel ）双棱镜可以实现光的干涉。
菲涅尔双棱镜干涉实验曾在历史上为确立光的波动学说起到过重要作用，它提供了一种用简单仪器测量光的波长的方法。
【重点、难点提示】光的波动性；双棱镜干涉现象；双棱镜干涉测波长；光路的调整【目的和要求】1．观察由双棱镜所产生的干涉现象，并测定单色光波长。
2．加深对光的波动性的了解，学习调节光路的一些基本知识和方法。
【实验仪器】1．光源；2．光具座；3．狭缝；4．双棱镜；5．凸透镜；6．测微目镜。
【实验原理】双棱镜形状如图6.38.1所示，其折射角很小，因而折射棱角接近180 。
今设有一平行于折射棱的缝光源S 产生的光束照射到双棱镜上，则光线经过双棱镜折射后，形成两束犹如从虚光源S 1和S 2发出的相干光束。
它们在空间 传播时有一部分重叠而发生干涉（画有双斜线的区域）， 图6.38.1 双棱镜示意图 结果在屏幕E 上显现干涉条纹，如图6.38.2所示。
SS 1S 2O E图6.38.2 双棱镜产生的相干光束示意图干涉条纹以O 点为对称点上下交错地配置。
用不同的单色光源作实验时，各亮条纹的距离也不同，波长越短的单色光，条纹越密；波长越长的单色光，条纹越稀。
如果用白色光作实验，则只有中央亮条纹是白色的，其余条纹在中央白条纹两边，形成由紫而红的彩色条纹。
利用干涉条纹可测出单色光的波长。
单色光的波长λ由下式决定x Da ∆=2λ （6.38.1） 式中2a 为S 1S 2间的距离、D 为S 1S 2到E 幕的距离，∆x 为任意两条暗条纹之间距离。
【实验内容与步骤】一、调整光路 本实验的具体装置如图6.38.3所示，由光源发出的光通过狭缝变为缝光源，再经双棱镜折射，就可获得两个相干光源，因而能在测微目镜里看到干涉条纹。
测微目镜的构造和使用参见第三章§3.3.4“常用光学仪器”4。
图6.38.3 双棱镜干涉装置图1．开亮光源，先将狭缝稍放大点，观察光通过狭缝后是否照射到双棱镜的棱背和射入目镜，若不能，则须调整光源及目镜的位置以达到上述目的。
7菲涅耳双棱镜干涉实验
菲涅耳双棱镜干涉实验一、实验目的了解菲涅耳双棱镜干涉的原理，掌握用这种棱镜来测量波长的方法 二、实验仪器菲涅耳双棱镜 读数显微镜 会聚透镜 狭缝屏 光具座 氦氖激光器 三、实验原理菲涅耳双棱镜是利用分波前的方法实现干涉的常用器件。
它是由玻璃制成的等腰三角棱镜，有两个小的约为1℃锐角和一个大的钝角。
从狭缝S 出射光束经过双棱镜的折射产生狭缝的两个虚光源1S 和2S ，它们是相干光源。
经过双棱镜的两束折射光在重合区域将发生干涉，结果在屏上形成明暗相间的直线形的干涉条纹。
任意相邻的两亮纹或者暗纹之间的间隔δ是：λδdD =上式中D 为虚光源到屏之间的距离，d 为两虚光源的间距，λ是光源的波长。
由此可知，我们只要测定D d δ就可测出光源的波长。
四、实验步骤1. 先将激光束调节到与导轨的棱脊相平行：移动观察屏调节激光束的俯仰角度使得在观察屏的光斑位置不发生变化。
2. 然后将读数显微镜安装到导轨上使得激光光斑落在物镜的中央位置。
3. 接着将透镜安装到导轨上使激光光斑落在物镜的位置不变就说明它们共轴。
4. 再将狭缝添置到导轨上，最后把双棱镜安装到导轨上，让双棱镜的平面正对激光束，倘若反射的光斑从原路返回，则说明光束是垂直入射的，水平调节支架的底座使得双棱镜平分激光束。
5. 现在要做的工作就是将激光器换成钠光灯，再做微调就可以精确对准了。
6. 将狭缝调小些，调节三棱镜的棱边与狭缝严格平行，此时可从读数显微镜里头看到直线状明暗相间的干涉条纹。
7. 移动透镜让狭缝的虚像经透镜成两次像，测出两次所称像的间隔分别为l 和'l ，则虚光源的间隔'll d =。
8. 测好虚光源的间隔数据后，将会聚透镜放置在狭缝的前面可使得光线更为集中入射到狭缝，并将读数显微镜的叉丝其中一条旋转到与干涉条纹相平行，记下读数显微镜的位置。
9. 进行测量，每隔5条暗条纹测一次，并记下相应的读数，多读几个数据。
10. 挪去双棱镜，移动读数显微镜靠近狭缝知道看清狭缝的边缘，记下此时的读数显微镜的位置，那么狭缝离干涉条纹形成位置的距离就等于这两次读数显微镜位置的差值的绝对值。
双棱镜干涉——精选推荐
双棱镜⼲涉4.2 基于双棱镜⼲涉的光波波长测定光的⼲涉是普遍的光学现象之⼀，是光的波动性的重要实验依据．两列频率相同、振动⽅向相同和位相差恒定的光在空间相交区域光强将会发⽣相互加强或减弱现象，即光的⼲涉现象。
可见光的波长虽然很短，但⼲涉条纹的间距和条纹数却很容易⽤光学仪器测得．根据⼲涉条纹数⽬和间距的变化与光程差、波长等的关系式，可以推出微⼩长度变化(光波波长数量级)和微⼩⾓度变化等，因此⼲涉现象在测量技术、平⾯⾓检测技术、材料应变研究和照相技术等领域有着⼴泛地应⽤。
实验⽬的（1）掌握利⽤双棱镜获得双光束⼲涉的⽅法。
（2）观察双棱镜⼲涉图样的特点，加深对⼲涉知识的理解。
（3）学习⽤双棱镜测光源的波长。
（4）熟悉⼲涉装置的光路调节技术，掌握多元件等⾼共轴的调节⽅法。
实验仪器双棱镜、辅助（凸）透镜、光学平台（光具座）、⽩屏、半导体激光器、光电探测器、光功率计。
实验原理⾃1801年起，托马斯·杨在英国皇家学会连续宣读了数篇基于光的波动说分析⼲涉现象的论⽂，他所进⾏的著名的分波前双孔（缝）⼲涉实验以后被称为杨⽒双缝实验。
杨⽒双缝实验将波动的空间周期性转化成⼲涉条纹的间距，通过对⼲涉条纹特性的分析得出了许多具有重要理论及实际意义的结论，从⽽⼤⼤丰富和深化了⼈们对⼲涉原理及光场相⼲性的认识，在物理学史上具有重要的地位。
菲涅尔双棱镜⼲涉实验是在杨⽒实验的基础上改进⽽来的，增加了相⼲波⾯的有效照明⾯积，从⽽增强了⼊射光强，使⼲涉现象明显，易于测量。
该实验曾在历史上为确⽴光的波动学说起到了重要作⽤，提供了⼀种直观、简捷、准确的测量光波长的⽅法。
1.双棱镜的结构双棱镜是⼀个分割波前的分束器，形状如图4‐5‐1所⽰，其端⾯与棱脊垂直，楔⾓很⼩，⼀般为37'或40'，从外表看，就像⼀块平⾏的玻璃板。
图4-5-1双棱镜⽰意图2. 双棱镜⼲涉双棱镜⼲涉是光的分波阵⾯⼲涉现象。
如图4-5-2所⽰，从光源S 发射的光束，经双棱镜折射后变为两束相⼲光，这两束相⼲光可认为是由实际光源S 的两个虚像S （1）S 2发出的，称S （1）S 2为虚光源，在它们的重叠区内，将产⽣⼲涉，形成明暗相间的⼲涉条纹。
双棱镜干涉实验报告
双棱镜干涉实验报告引言：干涉实验是物理学中基础的实验之一，通过干涉现象可以探索光波的性质和波动特性。
本实验选择使用双棱镜干涉实验装置，旨在观察和研究光的干涉现象以及双棱镜在干涉中的作用。
实验原理：双棱镜干涉实验基于干涉现象，当两束光线汇合到一起时，它们的相位差决定了光波叠加的强度和干涉条纹的出现。
光的干涉实验可以分为两种类型：构造干涉和破坏性干涉。
本实验采用构造干涉，即两束光线相干地汇聚叠加。
实验仪器与装置：双棱镜干涉实验所需的仪器包括两个同一种类的透镜（即双棱镜）、白光光源、光屏、实验架以及其他实验所需的辅助器材。
实验装置的组装需要严格遵循实验指导书的要求，保持光源、双棱镜和光屏之间的正确位置和准确的角度。
实验步骤：1.将实验架放置在平稳的桌面上，确保实验装置的稳定性。
2.调节实验架的高度和角度，使光轴垂直且水平朝向光屏。
3.打开光源，可以是白光源或者通过色光滤片调节出需要的单色光。
4.将双棱镜放置在实验装置的适当位置，确保光线经过双棱镜的完整路径。
5.观察在光屏上是否出现干涉条纹，根据观察到的条纹情况进行实验记录。
实验现象和分析：通过实验观察可以发现，在适当的条件下，双棱镜干涉实验会产生出一系列明暗相间的干涉条纹。
这些干涉条纹是由两束光线相干地叠加和干涉产生的，光的波动性质得到了充分的体现。
进一步观察可以发现，干涉条纹的明暗程度和间距会受到一些因素的影响。
例如，改变光源的颜色或波长会导致干涉条纹条数和间距的变化；调整双棱镜的角度和位置也会影响干涉条纹的形态。
这些现象可以通过波动理论和干涉公式得以解释和分析。
实验结果与结论：通过实验观察和数据记录，我们得出了以下结论：1.双棱镜干涉实验可以产生明暗相间的干涉条纹。
2.干涉条纹的形态和明暗程度可以通过调整双棱镜的位置和角度进行调节。
3.改变光源的颜色或波长也会对干涉条纹的形态产生影响。
结语:本实验通过双棱镜干涉实验装置，我们观察和研究了光的干涉现象。
双棱镜干涉实验
双棱镜干涉实验一、实验目的1.观察双棱镜产生的干涉现象，掌握产生干涉的条件。
2.熟悉干涉光路的原理，掌握光具座上光学系统同轴等高的调节方法。
3.学习用双棱镜干涉法测定光波波长。
二、实验仪器光具座、半导体激光器、小孔屏、凸透镜1L (1f = 60 mm)、双棱镜、凸透镜2L (2f = 100 mm)、白屏、光电探测器、大行程一维调节架一个，固定滑块3个，可调滑块2个。
三、实验原理双棱镜是由两个折射角很小（小于1º）的直角棱镜对接组成，实际上是在一快玻璃上，将其上表面加工成两块楔形板而成，两块楔形板相交之处形成棱脊（图1所示）。
当单色、相干光照射在双棱镜上时，通过的光将改变方向，形成两束平行的光（等同于两个虚光源发出的光），在前方屏上相互重叠，在重叠的区域内形成干涉条纹，干涉条纹为明、暗等间距条纹。
通过测量条纹 图1 间距，虚光源到屏的距离，两虚光源之间的距离，即可计出光波波长。
实验原理如图2所示，双棱镜AB ，透镜1L ，及后焦点s ， 观察屏H ，三者均与光具座垂直放置。
由半导体激光器发出的光，经透镜1L 会聚与s 点，再由s 点射出的光束投射到双棱镜上，经过折射后形成两束光，该两束光等效于从两个虚光源1s 和2s棱双棱镜图2发出。
由于这两束光满足相干条件，故在两束光相互重叠的区域内产生干涉，在观察屏H 上可以看到明暗相间、等间距的直线条纹。
在条纹中心O 点处，两束光的程差为零，形成中央亮纹，其余的各级条纹则分别对称，排列在零级条纹的的两侧。
设两虚光源1s 和2s 之间的距离为d ，虚光源所在平面到屏H 的距离为D ；设屏H 上第K 级亮纹（K 为整数）与中心0点的距离为k x ，因 D x k <， D d <<，故明条纹的位置k x 由下式决定：任何两相邻的亮纹(或暗纹)之间的距离为： λdD x x x k k =-=∆+1 故 x Dd ∆=λ （1） 上式表明,只要测出d 、D 和x ∆ ，即可算出光波波长λ。
双棱镜干涉实验
双棱镜干涉实验【实验目的】1．掌握用双棱镜获得双光束干涉的方法，加深对干涉条件的理解．2．学会用双棱镜测定钠光的波长．【实验仪器】光具座、白屏、单色光源钠灯、测微目镜、短焦距扩束镜、白炽灯、氦氖激光器、毛玻璃屏、滑块（若干个）、手电筒可调狭缝、双棱镜、辅助透镜、白屏、凸透镜（不同焦距的数个)。
．【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，并且它们的位相差不随时间而变化，那么在两列光波相交的区域，光强分布是不均匀的，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1所示的装置，获得了双光束的干涉现象．图中AB 是双棱镜，它的外形结构如图2所示，将一块平玻璃板的一个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)．从单色光源发出的光经透镜L 会聚于狭缝S ，使S 成为具有较大亮度的线状光源．从狭缝S 发出的光，经双棱镜折射后，其波前被分割成两部分，形成两束光，就好像它们是由虚光源S1和S2发出的一样，满足相干光源条件，因此在两束光的交叠．区域图1 图2P1P2内产生干涉．当观察屏P 离双棱镜足够远时，在屏上可观察到平行于狭缝S 的、明暗相间的、等间距干涉条纹．设两虚光源S1和S2之间的距离为d '，虚光源所在的平面(近似地在光源狭缝S 的平面内)到观察屏P 的距离为d ，且d d <<'，干涉条纹间距为x ∆，则实验所用光源的波长λ为 x d d ∆'=λ因此，只要测出d '、d 和x ∆，就可用公式计算出光波波长． 【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 放置在光具座上．用目视法粗略地调节它们中心等高、共轴，棱脊和狭缝S 的取向大体平行．(2)点亮光源M ，通过透镜L 照亮狭缝S ，用手执白纸屏在双棱镜后面检查：经双棱镜折射后的光束，有否叠加区P1P2 (应更亮些)叠加区能否进入测微目镜当移动白屏时，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，进行必要的调节使之共轴．2．调节干涉条纹(1)减小狭缝S 的宽度，一般情况下，可从测微目镜中观察到不太清晰的干涉条纹（测微目镜的结构及使用调节方法见实验基础知识有关内容）。
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用菲涅耳双棱镜测量光的波长
自从1801年英国科学家杨氏（T.Young）用双缝做了光的干涉实验后，光的波动说开始为许多学者接受，但仍有不少反对意见。
有人认为杨氏条纹不是干涉所致，而是双缝的边缘效应，二十多年后，法国科学家菲涅耳（Augustin J.Fresnel,1788-1827）做了几个新实验，令人信服地证明了光的干涉现象的存在，这些新实验之一就是他在1826年进行的双棱镜实验。
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灯波长的测量，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。
实验原理
菲涅耳双棱镜（简称双棱镜）实际上是一个顶角A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ABD和ACD所组成，故名双棱镜。
当一个单色点光源S从它的BC面入射时，通过上半个棱镜ABD的光束向下偏折，通过下
半个棱镜ACD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 点光源通过双棱镜的折射交叠区观
察
屏
λχd
D =
其中，ｄ是两虚光源的间距，D 是光源到观察屏的距离，λ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χ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λ。
图2 二次成像光路
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
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间距ｄ1和ｄ2，则由几何光学可知： ｄ＝21d d
正如杨氏实验可把双孔改为双缝一样，为了增加干涉条纹的亮度，可把上述实验中的点光源改为线光源，只要线光源的方向与双棱镜的棱边方向平行即可。
当然，若线光源与棱边不平行或线光源的宽度太大变成了面光源，则干涉条纹会相互重叠而模糊直至消失，这是光源的空间相干性问题。
实验装臵
本实验装臵由双棱镜、测微目镜、光具座、线光源和透镜等组成。
测微目镜是用来测量微小实像线度的仪器，其结构如图3所示，在目镜焦平面附近，的一块量程为8mm的刻线玻璃标尺，其分度值为1mm（如图3（ｂ）中的8条短线所示）在该尺后0.1mm处，平行地放臵了一块分划板，分划板由薄玻璃片制成，其上刻有十字准线和一对双线，人眼贴近目镜筒观察时，可同时看到这块分划板和玻璃标尺的刻线，如图3（ｂ）所示，分划板的框架与读数鼓轮相连，当读数鼓轮旋转时，分划板会左右移动：鼓轮每转一圈（100小格），分划板移动1mm（即每小格0.01mm）,测量微小实像时，先调节目镜与分划板间的距离，使能清晰地观察到分划板上的准线；然后调节测微目镜与待测实像的距离使实像也清晰并与准线无视差；以后旋转鼓轮使准线对准待测像的一边，读下此时玻璃标尺的读数和鼓轮读数；再旋转鼓轮使准线对准待测像的另一边，读下玻璃标尺的读数和鼓轮读数；最后把前后两次读数相减，即得待测像的长度。
测微目镜的不确定度值为0.004ｍｍ，测量时应注意鼓轮必须同一方向旋转，中途不要倒退，以避免螺距误差。
图3 测微目镜
本实验所用的线光源由在普通钠灯或柱形激光束前加一个方向可变的宽为0.03－0.04ｍｍ狭缝构成。
狭缝、双棱镜、透镜和测微目镜都安放在光具座上。
实验内容
一、必做部分（一）：观察双棱镜的干涉现象
（1）打开激光电源。
在光具座上依次安放光缝、双棱镜、测微目镜，使两束光的光斑交叠区进入目镜的中心。
（可用小纸片观察，判断交叠区是否进入目镜的中心？） （2）减小狭缝的宽度至从测微目镜中刚能看到交叠区的亮光。
（3）缓慢调节狭缝的方向，直至与双棱镜的棱边平行，此时在测微目镜中应可观察到干涉条纹。
（4）改变光源、狭缝、双棱镜和测微目镜的位臵，观察、记录与分析干涉条纹的改变情况。
（5）以钠灯替代激光光源、观察记录与分析干涉条纹的情况。
二、必做部分（二）：测量钠灯黄光的波长 （1）估测透镜的焦距ƒ。
（2）调节双棱镜的位臵，使透镜与狭缝的距离小于2ƒ，以便能用二次成像法测ｄ。
（透镜的位臵应在何处？透镜与狭缝的距离与双棱镜的位臵有什么关系？为什么要使透镜与狭缝的距离能小于2 ƒ才能用二次成像法测ｄ？）
（3）以钠灯为光源，在条纹保持清晰的条件下，逐渐移远测微目镜，使条纹变宽而仍清晰。
（只要条纹足够亮而清晰，测微目镜移得远一些好，为什么？）
（4）在测微目镜中读出10个条纹的间距，从而求得ｘ值，由于干涉条纹并不细锐，且条纹又较暗，难以判断估读不确定度)(1χB u 的大小，故应测量5次以上求平均，以)(χA u 代替)(1χB u 。
（为节省时间，并减少测微目镜刻度不均匀引入的误差，可采用逐差法，即先依次读出第1、2、3、…条亮或暗条纹位臵的刻度值，然后移过10条，再读出第11、12、13、…或第21、22、23、…条条纹位臵的刻度值；将后一组数据与前一组数据逐次相减，以求得10ｘ的值。
）
（5）在光具座上分别读出测微目镜和狭缝的位臵，由此算出D 及其不确定度。
（注
①光具座上只能读出各基座中心位臵的刻度，而测微目镜的分划板位臵与其基座的中心位臵并不重合，狭缝的位臵与其基座的中心位臵也不一定重合，因此，应对上述刻度值进行修正，才能得到D ）。
（6）把测微目镜移到离狭缝略大于4ƒ的位臵。
（为什么不可太大？）
（7）在测微目镜与双棱镜之间加上透镜L 并前后移动，当两虚光源在测微目镜的分划板上清晰成像时，分别测出缩小像和放大像d1、d2。
由于清晰成像的位臵不易确定，故d1和d2都要移动透镜，反复测量5次以上求平均，以A 类不确定度代替B1类不确定度。
）
（8）求出钠灯黄光的波长及其不确定度。
请自行导出u(x)、u(D)、u(d1)和u(d2)传递至u(λ)的公式）。
（9）用激光光源替代钠光，用上述相似的方法测量，激光的波长。
三、选做部分：观察其他光源的双棱镜干涉条纹
用汞灯或白炽灯代替钠灯，观察并记录其干涉条纹，讨论它们和钠灯干涉条纹的异同及其原因。
思考题
1.为什么狭缝宽度较大时干涉条纹消失？
2.为什么狭缝方向必须与双棱镜的棱边平行才能看到干涉条纹？
3.如果双棱镜反面（即让光从A 处入射）安放，对实验结果有何影响？
4.本实验中认为虚光源和真正的光源（狭缝）与观察屏的距离是相同的，这是一种近似。
请证明，虚光源与观察屏的距离应为21
212D d d d d D -
+=
，其中
D 2是两次成像时
透镜移动的距离。
但本实验中，为什么不用此法求D ？（提示：从不确定度的大小考虑） 5.若要求光波波长测量误差在1%左右，请考虑测量x 、d 、D 时各量允许误差的分配方案。
参考资料
1.沈元华、陆申龙，基础物理实验。
北京：高等教育出版社.2003:240-245
2.贾王润、王公治、凌佩玲，大学物理实验。
上海：复旦大学出版社.1987：307－310 实验数据例
钠光灯作光源，双棱镜干涉实验测钠光波长。
干涉条纹宽度x 的测量结果见表1。
表1
20x ＝3.5146ｍｍ；x ＝0.1757ｍｍ
狭缝的滑座上指示读数与测微目镜上滑座上指示读数差值L1＝48.20cm ，实际上测微目镜内测量准线位臵与测微目镜滑座上刻线差值为-3.50cm （修正量），所以D ＝48.20cm ＋3.50cm ＝51.70cm 。
（缝镀膜层正好与滑块刻线对齐，修正量为零）用二次成像法测量虚光源的像的结果见表2。
表2
ｄ＝mm d d 727.1280.1330.221=⨯=
⋅
将上述结果代入公式nm D d
9.58670.5110
727.11757.04
=⨯⨯=
⋅=
χλ钠光波长公认值
,3.589nm ＝钠λ两者百分差＝｜
3
.5893
.5899.586-｜＝0.4%
测量时还应注意：
1.二次成像法测虚光源的间距时，小像ｄ不宜太小，以减小测量误差。
2.测量缝与测微目镜分划板间距D时，有二修正量须测量。
（1）测微目镜分划板与滑块座刻线间距ΔD
1
；
（2）缝镀膜层与滑块间距ΔD
2。
计算D＝D'－ΔD
1＋ΔD
2。