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： 576nm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：_________________

第二篇：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，单色光源(钠灯)，可调狭缝，双棱镜，辅助透镜(两片)，测微目镜，白屏．

【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P1P2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．

图1 图2

设两虚光源S1和S2之间的距离为，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，且，干涉条纹间距为，则实验所用光源的波长为

因此，只要测出、和，就可用公式计算出光波波长．

【实验内容】

1．调节共轴

(1)按图1所示次序，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，绕系统的光轴缓慢地向左或右旋转双棱镜AB，当双棱镜的棱脊与狭缝的取向严格平行时，从测微目镜中可观察到清晰的干涉条纹．

(2)在看到清晰的干涉条纹后，为便于测量，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，可适当增加狭缝S的缝宽，以保持干涉条纹有足够的亮度．(注：双棱镜和狭缝的距离不宜过小，因为减小它们的距离，S1、S2间距也将减小，这对的测量不利．)

3．测量与计算

(1)用测微目镜测量干涉条纹的间距．为了提高测量精度，可测出n条(10～20条) 干涉条纹的间距x，除以n，即得．测量时，先使目镜叉丝对准某亮纹(或暗纹)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．

(2)用光具座支架中心间距测量狭缝至观察屏的距离．由于狭缝平面与其支架中心不重合，且测微目镜的分划板(叉丝)平面也与其支架中心不重合，所以必须进行修正，以免导致测量结果的系统误差．测量几次，求出．

(3)用透镜两次成像法测两虚光源的间距．参见图3，保持狭缝S与双棱镜AB的位置不变，即与测量干涉条纹间距时的相同(问：为什么不许动?)，在双棱镜与测微目镜之间放置一已知焦距为的会聚透镜，移动测微目镜使它到狭缝S的距离，然后维持恒定．沿光具座前后移动透镜，就可以在的两个不同位置上从测微目镜中看到两虚光源S1和S2经透镜所成的实像和，其中一组为放大的实像，另一组为缩小的实像．分别测得两放大像的间距和两缩小像的间距，则按下式即可求得两虚光源的间距．多测几次，取平均值．