双棱镜干涉
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
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。
菲涅耳双棱镜干涉实验思考题
菲涅耳双棱镜干涉实验思考题
摘要：
一、实验原理
二、实验器材
三、实验步骤
四、实验观察与分析
五、结论与思考
正文：
菲涅耳双棱镜干涉实验是一种经典的光学实验，通过该实验可以观察到光的干涉现象，进一步深入了解光的波动性。
以下将从实验原理、实验器材、实验步骤、实验观察与分析以及结论与思考等方面进行详细介绍。
一、实验原理
菲涅耳双棱镜干涉实验是利用光的干涉现象来观察光的波动性。
当光线通过两个相交的平面镜时，会产生干涉现象，即明暗相间的条纹。
这些条纹的间距与光的波长、镜面间距以及观察角度有关。
二、实验器材
实验主要需要的器材包括：菲涅耳双棱镜、光源、光具座、望远镜、滤光片等。
三、实验步骤
1.调整光源、光具座和望远镜的位置，使得光线能够通过菲涅耳双棱镜。
2.选择适当的滤光片，使得通过棱镜的光线为单色光。
3.调整观察角度，使得干涉条纹最为明显。
4.观察并记录干涉条纹的形状、间距以及分布规律。
四、实验观察与分析
在实验过程中，可以通过观察干涉条纹的变化，分析光的波动性。
例如，当观察角度改变时，干涉条纹的形状和间距会发生相应的变化，这表明光的波动性与观察角度有关。
此外，通过调整滤光片，可以改变光的波长，从而影响干涉条纹的间距和形状。
五、结论与思考
菲涅耳双棱镜干涉实验是一种验证光的波动性的经典实验。
通过实验，可以观察到光的干涉现象，并深入理解光的波动性。
双棱镜干涉
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 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. 学会用双棱镜测定光波波长。
二、实验仪器双棱镜、扩束镜、辅助透镜(两片)，测微目镜、光具座、白屏、激光光源三、实验原理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︒)(如图1)。
从激光器S 发出的光经扩束镜到达狭缝S ，使S 成为具有较大光亮度的线状光源。
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。
通过双棱镜观察者两束光，就好像它们是由虚线光源1S 和2S 发出的一样，故在两束光相互交叠区域1P ，2P 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如(图2)。
将白屏放到1P 、2P 区域中的任何位置，均可以看到明暗交替的干涉条纹。
设'd 代表两虚光源1S 和2S 间的距离，d 为虚光源所在的平面(近似的在光源狭缝S 的平面内)至观察屏P 的距离，若观察屏中央O 点与1S 、2S 的距离相等，则由1S 、2S 射束的两束光的光程差等于零，在O 点处两光波互相加强，形成中央明条纹；其余的明条纹分别排列在O 点的两旁。
假定Q 是观察屏上任意一点，它离中央点O 的距离为x 。
在'd d =时，121Δ'S S S 和ΔSOQ 可看做相似三角形，且有δ'xd d=(因QSO ∠很小，可用直角边d 代替斜边)，当 'δλx d k d ==(0,1,2,3k =±±±…）或 λ'dx k d ==(0,1,2,3k =±±±…）则两光束在Q 点相互加强，形成明条纹。
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。
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。
双棱镜干涉——精选推荐
实验二十九双棱镜干涉一．实验目的1．掌握获得双光束干涉条纹的一种方法，进一步理解光的干涉本质。
2．学习一种测量光波波长的方法。
3．学会测微目镜的使用。
二．实验仪器光具座、测微目镜、钠光灯及电源、双棱镜、透镜、狭缝三．实验原理产生光的干涉现象需要用相干光源，即用频率相同、振动方向相同和位相差恒定的光源。
为此，可将由同一光源发出的光分成两束光，在空间经过不同路径，会合在一起而产生干涉。
分光束的方法有分波阵面和分振幅两种：双棱镜干涉属于前类；薄膜干涉属于后类。
双棱镜是由两个折射角极小的直角棱镜组成的。
借助棱镜界面的两次折射，可将光源（狭缝）发出的光的波阵面分成沿不同方向传播的两束光。
这两束光相当于由虚光源S1、S2发出的两束相干光（如图所示）。
于是它们在相重叠的空间区域内产生干涉。
将光屏插进上述区域中的任何位置，均可看到明暗相间的干涉条纹。
可以证明，相邻两明（或暗）条纹间的距离为：ΔX＝X k+1－X k＝(D/d)λ式中：D为狭缝到观察屏的距离；d为两虚光源之间的间距；λ为入射光波波长。
上式表明，只要测出d、D和ΔX，就可算出光波波长λ。
四．实验内容及步骤1．调整光路并定性观察双棱镜干涉现象及其特点。
实验的光路装置如图所示。
先用单色光均匀照亮狭缝，利用狭缝所获得的柱面波射向双棱镜，并使其均匀照亮棱脊部位，然后依次作如下调整并观察：（1）按照同轴等高的要求，调整光源（若用激光作光源需加扩束镜）、单缝、双棱镜、2L：光源（钠光灯）；L1：扩束镜（用钠光灯时取消）；S：狭缝；B：双棱镜；L2：透镜；Q：光屏；F：测量目镜双棱镜干涉实验装置（2）使单缝的取向与棱脊平行并同时垂直于光具座。
（3）逐渐减小单缝的宽度，使能看清干涉条纹（条纹不能太窄，否则视场太暗，以致看不清干涉条纹）。
反复调整单缝的取向和宽度，直到干涉条纹清晰为止。
（4）缓慢调整单缝与双棱镜间的距离，观察干涉条纹疏密程度的变化，找出这种变化的定性规律，并作出解释。
双棱镜干涉
双棱镜干涉实验目的(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。
实验方法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 S 1和 S 2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 ∆x = d Dλ ，即可有λ =d ∆x 其中 d 为两 D个虚光源的距离，用共轭法来测，即 d = ；离距的镜目微实验步骤(1) 仪器调节 ① 粗调d 1d 2；D 为虚光源到接收屏之间的距离，在该实验中我们测的是狭缝到测 。
量测镜目微∆测 x 由，小很将缝的位置放好，调至坚直，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。
② 细调根据透镜成像规律用共轭法进行调节。
使得狭缝到测微目镜的距离大于透镜的四倍焦距，这样通过移动透镜能够在 测微目镜处找到两次成像。
首先将双棱镜拿掉，此时狭缝为物，将放大像缩小像中心调至等高，然后使测微目镜能够接收到两次成像，最后放入双棱镜，调双棱镜的左右位置，使得两虚光源成像亮度相同，则细调完成。
各元件中心基本达到同轴。
(2) 观察调节干涉条纹调出清晰的干涉条纹。
视场不可太亮，缝不可太宽，同时双棱镜棱脊与狭缝应严格平行。
取下透镜，为方便调节可先将测微目镜移至近处，待调出清晰的干涉条纹后再将测微目镜移到满足大于透镜四倍焦距的位置。
(3) 随着 D 的增加观察干涉条纹的变化规律。
(4) 测量① 测量条纹间距 ∆x② 用共轭法测量两虚光源 S 1和 S 2的距离 d③测量狭缝到测微目镜叉丝的距离 D 数据处理测∆x数据记录条纹位置次数起始位置 a 终了位置a′被测条纹数mm|a-a′|∆x1 2 3 4 5 6 8.0953.5548.0303.5508.1843.5933.5758.0353.5738.1003.6808.0801010101010104.5204.4814.4574.5504.5044.4870.45200.44810.44570.45500.45040.4487x= 0.44998mm测 d 数据记录mm次数放大像间距 d1a1a1′缩小像间距d2|a1-a1′|a2a2′|a2-a2′|1 2 3 4 5 6 7.5605.7717.5385.7557.5205.7355.7747.5615.7667.5495.7537.5151.7861.7901.7721.7941.7671.7807.3576.9337.3816.9107.3556.9516.9657.3606.9687.3306.9407.3600.4100.4280.4130.4200.4150.409d1= 1.7915mm；d2= 0.4158mm测 D 数据记录mm狭缝位置 b1(1) ∆x的不确定度测微目镜差丝位置b′660∆D=|b-b′|659u A( ) = 0.001329mm；( ) 2 2 u B( ) = 仪3 = 0.005770mm；u u A( x) + u x0.005921mm。
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.
课件(双棱镜干涉)
mm
1
2
3
4
mm，缝、屏之间的距离D= 2、确定 a 的数值 mm
a
,u
,v
.
六、实验数据处理
1、用逐差法确定 x，以及 u(x) 2、计算光波波长 。（即 和 u ( )）
五、实验注意事项
1、调节光路时，狭缝的方向应严格与双棱镜棱脊平行，通过缝
谢谢观看！
又
a, x
0则
L r2 r1
2ax ax r2 r1 D
明条纹 k ax L k 0， 1， 2， 1 D (k ) 暗条纹 2
两相邻干涉明或暗条纹的间距为：
x ：两相邻条纹之间的间距；
D ：虚光源到观察屏间的距离；
x
D a x a D
3、测 x 和 D
调节缝屏之间的间距适中，固定狭缝，双棱镜，测微目镜位置不变。 移动测微目镜的读数鼓轮，测测缝、屏之间的距离 4、测 a 用凸透镜成像法测虚光源间距 a
a
u a v
5、计算 的值，并分析误差，提交完整实验报告。
五、实验数据记录 1、测量干涉条纹间距 序号i
测微目镜
的光应对称的照射到棱脊的两侧。 2、在测量“3”与“4”中光源，狭缝及双棱镜的位置保持不变。 3、读条纹间距及虚光源间距时，测微目镜的一条十字叉丝应与 条纹或虚光源像平行。 六、课后作业 1、处理实验数据，完成实验报告。 2、为什么狭缝宽度较大时干涉条纹消失。 3、为什么狭缝方向必须与双棱镜棱脊平行才可以看到干涉条纹？
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。
菲涅耳双棱镜干涉实验思考题
菲涅耳双棱镜干涉实验思考题摘要：1.菲涅耳双棱镜干涉实验的基本原理2.实验中观察到的现象及其解释3.实验原理在实际应用中的案例4.总结与拓展思考正文：一、菲涅耳双棱镜干涉实验的基本原理菲涅耳双棱镜干涉实验是一种基于光的波动性质的实验，用以观察和分析光在两种介质之间的传播特性。
该实验主要涉及到光的干涉现象，即同一光源经过两个光学元件（如棱镜）折射后，产生的两束光线在叠加区域内形成干涉条纹。
二、实验中观察到的现象及其解释在菲涅耳双棱镜干涉实验中，当光线经过第一个棱镜后，会在第二个棱镜的输入端形成干涉。
观察到的干涉条纹表现为亮暗相间的图案。
干涉条纹的亮暗程度受限于光源的亮度、棱镜的材料和入射角等因素。
通过调整光源与双棱镜的相对位置，可以观察到不同干涉现象，从而研究光的传播特性。
三、实验原理在实际应用中的案例1.光纤通信：菲涅耳双棱镜干涉实验原理在光纤通信领域有重要应用。
光纤通信利用光的全反射现象，将光信号在光纤中传播。
通过干涉技术，可以实现光信号的调制和解调，提高通信速率。
2.光学测量：在精密光学测量领域，菲涅耳双棱镜干涉实验原理被广泛应用于测量物体的厚度、折射率等参数。
通过分析干涉条纹，可以精确地计算出物体的几何尺寸和光学性质。
3.光学薄膜：菲涅耳双棱镜干涉实验原理在光学薄膜的设计和制备中具有重要作用。
通过调节薄膜的厚度、材料和结构，可以实现对光的干涉效应的控制，从而达到光学薄膜的特定功能，如反射、透射和聚焦等。
四、总结与拓展思考菲涅耳双棱镜干涉实验揭示了光的波动性质及其在两种介质间的传播特性。
实验原理在光纤通信、光学测量和光学薄膜等领域具有广泛应用。
深入理解菲涅耳双棱镜干涉实验，有助于我们更好地掌握光学知识，为实际应用提供理论支持。
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。
双棱镜干涉实验
217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。
S S 1S 2OE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。
218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。
菲涅耳双棱镜干涉实验思考题
菲涅耳双棱镜干涉实验思考题一、实验介绍菲涅耳双棱镜干涉实验是一种经典的干涉实验，通过使用两个菲涅耳双棱镜，利用光的干涉现象来观察和研究光的波动性质。
这个实验可以帮助我们深入理解光的干涉现象以及光的波动性质。
二、实验原理菲涅耳双棱镜干涉实验基于以下原理：1.光的波动性：光既可以被看作是一种粒子，也可以被看作是一种波动。
而菲涅耳双棱镜干涉实验主要研究的是光的波动性质。
2.光的干涉：当两束光波相遇时，它们会发生干涉现象。
干涉可以分为构造干涉和破坏干涉两种情况。
3.菲涅耳双棱镜：菲涅耳双棱镜是一种特殊的光学元件，它由两个等厚度、等宽度的棱镜组成。
菲涅耳双棱镜可以将入射光分成两束，然后使这两束光发生干涉。
三、实验步骤1.准备实验装置：将两个菲涅耳双棱镜放置在光路上，使得光线可以通过双棱镜。
2.调整角度：调整双棱镜的角度，使得两束光线在接触处形成干涉条纹。
调整角度时，可以逐渐改变其中一个棱镜的角度，观察干涉条纹的变化。
3.观察干涉条纹：使用透镜或目镜观察干涉条纹。
可以调整透镜或目镜的位置，使得干涉条纹清晰可见。
4.记录实验结果：记录不同角度下的干涉条纹，观察并分析干涉条纹的变化规律。
四、思考题1.干涉条纹的产生机制是什么？干涉条纹的产生是由于光的波动性质和波的叠加原理导致的。
当两束光波相遇时，它们会发生叠加，形成干涉现象。
在双棱镜干涉实验中，入射光通过第一个棱镜后被分成两束，然后通过第二个棱镜后再次合成一束光。
由于光的波动性质，这两束光波会相互干涉，形成干涉条纹。
2.干涉条纹的形态和双棱镜的角度有关吗？干涉条纹的形态和双棱镜的角度是密切相关的。
当双棱镜的角度改变时，入射光经过双棱镜后的路径长度差会发生变化，进而影响干涉条纹的形态。
当角度逐渐改变时，干涉条纹的间距和亮暗的分布也会发生变化。
3.如何解释干涉条纹的亮暗变化？干涉条纹的亮暗变化是由于光的波动性质和波的叠加原理导致的。
当两束光波相遇时，它们会发生叠加，形成干涉现象。
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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。
干涉条纹以O 点为对称点上下展开，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，条纹越疏。
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，形成由紫到红的彩色条纹。
图4-5- 2 双棱镜产生的相干光束示意图
根据光的干涉理论能够得出相邻两明（暗）条纹间的距离为：
d x D λ∆= (4‐0‐1) 式中x ∆为干涉条纹间距。
将式(4-0-1)变形可得：
d x D λ=∆ (4‐0‐2) 式中d 为两个虚光源之间的距离，用共轭法来测；D 为虚光源到接收屏（探测器）之间的距离，x ∆很小，根据实验条件，由可移动光电探测器测量，或者二维光电探测器测量。
由(4-0-2)式可知，测得相邻条纹间距x ∆、光源到接收屏（探测器）之间的距离D 及两虚光源之间的距离d ，便可求出入射光的波长λ．
实验内容与步骤
1. 调整光路
按图4-5-3所示，将激光光源、双棱镜、透镜、光电探测器依次摆放在光学平台（光具座）上。
图4-5- 3 双棱镜干涉装置图
调整各光学元件同轴等高。
点亮光源，先将双棱镜撤下，在光学平台（光具座）上只放
光源、透镜和观察屏。
调光源中心与透镜的主光轴共轴，并使主光轴平行于台面（导轨），再放入双棱镜，并调节左右高低，使屏上出现两个强度相同、等高并列的虚光源的像，最后用可移动光电探测器（或者二维探测器）代替观察屏，调节光电探测器的位置，使两个虚光
源的像位于探测器的中间。
2. 调出清晰的干涉条纹
取下透镜，观察是否有干涉条纹出现，如果没有，沿垂直于光轴、平行于台面的左右方向调节双棱镜的位置，使能清楚地看出干涉条纹为止。
3. 测干涉条纹宽度∆x
调节光源、双棱镜及观察屏的相对位置，使观察屏上至少能够看清15条以上的干涉条纹（条纹宽度不能过窄）。
将双棱镜和光电探测器锁紧（在后期的整个测量过程中，都不能移动双棱镜的位置），如果用可移动光电探测器作为探测器，则将可移动光电探测器的测量窗口对准所选定的某条暗纹的一侧，读取此时探测窗口的位置读数x 1，然后移动探测器的窗口，使窗口经10条暗纹的同侧，记下读数x 2，如图4-5-3所示，x ∆应为 12||10x x x -∆= (4‐0‐3)
表4-5-1 干涉条纹间距测量数据记录表
单组测量条纹间距数n = 条纹序号 1 2 3 4 5 条纹位置X i (mm)
条纹序号 1+n 2+n 3+n 4+n 5+n
条纹位置X i +n (mm)
X i +n - X i (mm) 条纹间距Δx i (mm) 参考表4-5-1设计实验数据记录表格，测量3-5次，取平均值。
如果是用二维探测器，则根据二维探测器的说明书，来测定条纹间距。
图4-5- 4 干涉条纹的宽度测量
4. 测虚光源到观察屏的距离D
双棱镜的楔角小于1°，可近似认为虚光源与狭缝在同一平面，测量过程中，是用可移动光电探测器（二维探测器）进行测量的，因此D 应该为光源到探测器的距离。
5. 测两虚光源之间的距离d
将光电探测器取下，插入观察光屏，移动光屏使光源到光屏的距离大于辅助透镜焦距的4倍，固定光屏。
将凸透镜置于双棱镜与光屏之间，移动透镜，在光屏上可有两次成像，此时可利用二次成像法测虚光源的距离。
测量之前要利用小像追大像法再次调共轴，如果光学平台（光具座）较短或透镜焦距过小，虚光源经透镜只能成一次像，此时只能用物距像距法测虚两光源的距离（两虚光源的像，应为两条亮度相同的平行线）。
（1）二次成像法测量虚光源之间的距离d 。
虚光源平面与观察屏（探测器）之间的距离大于4倍透镜焦距值时，透镜在物、像平面之间有两个共轭成像点，透镜在这两点分别将虚光源放大或缩小成像在探测器上，用可移动光电探测器分别测量这两次成像时像面上的两条亮点的距离（两虚光源像的距离），两虚光源之间的距离为：
d = (4‐0‐4) 式中为1d 为虚光源两放大像之间的距离；2d 为虚光源两缩小像之间的距离。
参考表4-5-2，设计实验数据记录表格，放大像与缩小像各测3-5组，求其平均值。
表4-5-2两次成像法测两虚光源的间距d 数据记录表 测量对象
放大像间距d 1测量 缩小像间距d 2测量 第i 次
1 2 3 4 1 2 3 4 左像位置x li (mm)
右像位置x ri (mm)
d 1i / d 2i (mm)
平均值(mm) ==21d d d mm
（2）物距-像距法测量虚光源之间的距离d 。
在双棱镜与探测器之间加上凸透镜，调节
透镜高度，并前后移动透镜，在观察屏（光电探测器）上看到两个虚光源S （1）S 2的像S 1'、S 2'。
将光电探测器的探测孔先后对准S 1'和S 2'，如图4-5-5所示，测出其间之距离为d '。
然后根据透镜成像公式，即可求得两虚光源的距离d 。
'A d d B = (4‐0‐5)
图4-5- 5 测虚光源成像的光路示意图
式中A 为物距（光源的出光面到透镜距离），B 为像距（透镜到探测器之间的距离），A 和B 可用钢尺测出。
思考题
（1）测量前仪器调节应达到什么要求？怎样才能调节出清晰的干涉条纹？
（2）本实验如何测得两虚光源的距离d ？还有其他办法吗？
（3）光源与探测器的距离及与双棱镜的距离改变时，条纹的间距和数量有何变化？
（4）在同一图内画出相距为d 的虚光源S 1和S 2所成的像d 1和d 2的光路图。
实验注意事项
（1）该实验对共轴性要求非常严格，要严格进行共轴调节。
（2）测量中，可移动光电探测器的移动必须向一个方向，动作要平稳、缓慢，以免产生回程误差。
（3）测虚光源到探测器之间的距离时要注意修正。
（4）注意直接测量量与间接测量量单位的统一。
4.1。