菲涅尔双棱镜干涉实验.docx

PAGE \* MERGEFORMAT 6 实 验 报 告 实验题目：菲涅尔双棱镜干涉实验 系别：物理与电子科学系 专业：物 理 学 班级：2010 级物理学班 姓名：张 凤 兴 学号：2 0 1 0 0 5 1 0 3 5 老师：冉 老 师 时间：2012年3月29日 目 录 一 实验名称………………………………………………………………………………..3 二 实验目的………………………………………………………………………………..3 三 实验器材………………………………………………………………………………..3 四 实验原理………………………………………………………………………………..3 五 实验步骤………………………………………………………………………………..4 六 实验数据记录与处理……………………………………………………………..5 七 误差分析………………………………………………………………………………..6 八 参考文献………………………………………………………………………………..6 一 实验名称：菲涅尔双棱镜干涉 二 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。 三 实验器材：钠灯，透镜L1（f=500mm）,二维架,可调狭缝，双棱镜， 测微目镜架，测微目镜，二维平移底座，三维平移底座，升降调节座。 四 实验原理：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S1 和S2 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?χ=Ldλ，即可有λ=dLΔχ其中d 为两个虚光源的距离，用共轭法来测，即d=d1d2； 五 实验步骤： (1) 仪器调节 ① 粗调将缝的位置放好，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L 的增加观察干涉条纹的变化规律。 (4) 测量 ① 测量条纹间距Δχ ② 用共轭法测量两虚光源S1 和S2 的距离d ③ 测量狭缝到测微目镜叉丝的距离L 六 实验数据记录与处理 测干涉条纹(单位：mm) 次数 条纹位置 被测条纹数 (N) Δχ=χ χ χ 1 4.931 3.575 3 0.452 2 3.554 4.450 2 0.448 3 4.634 5.958 3 0.438 4 3.685 4.617 2 0.461 5 3.478 4.828 3 0.450 平均值?χ=0.4498 测缝宽（单位：mm） 次数 d1′ d1′′ d1 d2′ d2′′ d2 1 7.630 5.774 1.856 7.357 6.965 0.410 2 7.561 5.771 1.790 7.360 6.933 0.428 3 5.753 7.520 1.767 7.330 6.910 0.420 平均值: d1=1.804mm d2=0.4193mm d=d 测狭缝到目镜的距离（单位：mm） 狭缝位置r1 测微目镜位置r2 L= r2-r1 346.0 964.0 618.0 测量结果 钠光的波长为：λ=d 七 误差分析: ⑴由于实验所测量的数据较小，测量和计算式会出现误差。 ⑵由于实验仪器的精确度的关系以及镜片的清晰程度，读数十会导致误差。 ⑶由于实验时操作的不当影响实验效果的准确度，也会导致部分误差。 ⑷在误差允许的范围内，此实验正确。 参 考 文 献 姚启均.光学教程.—4版.—北京：高等教育出版社.2008.6华东师大光学教材改编组改编