青岛科技大学
实 验 报 告
课程名称 大学物理实验 实验项目 光速测量实验
专业班级 应物122 姓 名 学号
指导教师 成 绩 日期2013 年04 月11 日
实验报告内容:一.实验目的 二.实验仪器(仪器名称、型号、参数、编号) 三.实验原理(原理文字叙述和公式、原理图) 四.实验步骤 五、实验数据和数据处理 六.实验结果 七.分析讨论(实验结果的误差来源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等) 八.思考题
光速测量实验报告
实验目的:
1. 了解和掌握光调制的基本原理和技术
2. 学习和使用示波器测量同频正弦方波信号相位差的方法
3. 测量光在空气中的速度
实验仪器:
激光器、信号发生器、光接收器、示波器、反射镜等
实验原理
相位φ=κ*d,其中φ为相位差,κ为波数,d为光程差。实验采用平面镜改变光程差d,实验中可以通过测量平面镜之间的距离来确定光程差d。信号发生器为直流方波输出,则激光器发出激光脉冲。激光接收器收到激光信号后输出基频信号,且输出的信号为一正弦波,前后移动平面反射镜的距离,并测出移动的距离进而测出光程差Δd,由于光程差的改变,则信号反射光的信号的相位发生变化,由示波器上可以确定时间t1和t2,计算出时间差Δt=∣t1-t2∣,所以光速c=Δd/Δt。下面是测量图:
实验内容
1. 预习实验的内容,了解实验的目的,理解实验的原理,思考应当怎样把实验做好,实验过程中都要做什么,同时,复习一下示波器一些基本的使用和各个按键的功能。为实验做好准备工作。
2. 实验前,认真读完实验仪器的操作说明,了解实验仪器的基本结构,以及实验仪器各部分在实验中的功能和作用,分析实验中应该怎样正确的使用仪器,进入实验状态。
3. 在对实验分析的基础上,正确的连接线,把实验仪器连接摆放好
4. 调试实验仪器,由于如果反射镜离的太远,不利于实验中对实验仪器的调试,因此,在调试仪器阶段应当使反射镜离激光器近。同时,反射镜,激光器,信号接收器应该保持在同一水平面上。由信号发生器发出一矩形方波,作用在激光器上使激光器发出光脉冲,由反射镜反射的信号由接收器转换成正弦波,把正弦波与方波同时输入示波器,由于方波是很稳定的不随反射镜位置的变化,把触发信号选择成方波。
5. 选择合适的反射镜位置作为基点,然后移动反射镜的位置,测量实验数据Δd和Δt,处理实验数据,可以用线性来求。
6. 整理实验仪器
实验数据
绘图如上所示,则可得光速c=2.77*m/s
相对误差为d=(3.0*)/ 3.0*=7.6%
实验结论:
(1) 实验测出的实验室光速为c=2.77*m/s,与光在真空中的速度的相对误差为7.6%
(2) 实验误差分析:实验中数据与真实值有一定的误差,实验误差主要来源与
:实验仪器的精度造成实验数据测量的误差,以及在读数时也会造成一定的误差;杂散光源的影响,当反射镜的距离远时,激光反射的强度将减弱,这是杂散光源的强度与激光器的强度的比例减小,这样,由信号接受器中接受的信号就有一部分干扰信号,使示波器中的正弦波不是很稳定
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