双棱镜干涉.ppt

双棱镜干涉,编制：何玉珍,大学物理实验,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。,双棱镜干涉,实验仪器,实验原理,实验内容,操作要点,数据处理,问题思考,项目,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.,实验原理,实验公式,光源N：HeNe激光器，波长为632.8nm.括束镜K：HeNe激光器光束扩展。双棱镜B，测微目镜E(见187页图)。调整光源照到双棱镜B上，用测微目镜E观察干涉条纹。（测微目镜结构见图S89）透镜L，插到双棱镜B和测微目镜E之间，用2次成像法测虚光源S1、S2间的距离。光具座，各个光学元件均插在光具座上。,实验仪器,实验装置,一、学习调节光路，观察干涉条纹,二、根据要求，测量各物理量。,三、根据各物理量值，求得光波长。,实验内容,操作要点一,1、安排好光路。由于采用激光光源，因此，不需要狭缝，而是加一个括束镜K。透镜L先取下。2、调整激光器的位置，使激光束与光具座的导轨中线重合，并与双棱镜等高。扩束镜与激光同轴。激光束要对称的正射于双棱镜的棱脊上，否则看不到清晰的干涉条纹。3、观察到清晰的干涉条纹后，即可用测微目镜测量20个条纹的位置坐标。用逐差法计算两明条纹（或暗条纹）的间距。注意，测量过程中双棱镜不得移动。,测微目镜的分划板,可移动分划板,固定分划板,固定分划板有刻度线，移动分划板有读数准线和叉丝,在测微目镜中观察到的干涉条纹,在测量干涉条纹位置坐标时，测微目镜分划板只能沿着一个方向移动，不能来回测量，否则会有回程误差。,4、采用二次成像法测量两虚像S1、S2 的距离a：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 和放大像的间距，并测量相应的像距及物距。对应于 和 的像距及物距的关系为：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.,操作要点二,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。2、实验公式中的D值是光源到光屏间的距离，而光屏是测微目镜的分划板，测量时须注意。D可以直接测量，也可以用D=u+v计算，这时D为间接测量量。3、测量虚光源的距离a时，若无法观察两个虚光源的放大像，则只测两个缩小像的距离及物距、像距，计算a值。4、测量过程中不能移动双棱镜，否则测得的数据不配套。,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 值，并计算 值。提示：的A类分量计算 设 则,数据处理之二,数据处理之三,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。,结束,