双棱镜文档格式.docx
- 文档编号:22174593
- 上传时间:2023-02-02
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:58.22KB
双棱镜文档格式.docx
《双棱镜文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《双棱镜文档格式.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
是光的波长。
用测微目镜的分划板作为观察屏,就可直接从该测微目镜中读出条纹间距△x值,D为几十厘米,可直接量出,因而只要设法测出d,即可从上式算出光的波长
,即
△
=△xd/D
(1)
测量d的方法很多,其中之一是“二次成像法”,如图2所示,即在双棱镜与测微目镜之间加入一个焦距为ƒ
的凸透镜L,当D>4ƒ时,可移动L而在测微目镜中看到两虚光源的缩小像或放大像。
分别读出两虚光源像的
图2 二次成像光路
间距d1和d2,则由几何光学可知:
d=
(2)
实验装置
图为测微目
实验内容
1.观察双棱镜的干涉现象
1.改变光源、狭缝、双棱镜、测微目镜的位置,观察干涉条纹的变化情况,包括条纹间距、清晰程度、总的条纹数目、亮度等。
2.转动狭缝、双棱镜、测微目镜,观察干涉条纹的变化情况,包括条纹间距、清晰程度、总的条纹数目、亮度等。
3.将狭缝、双棱镜、测微目镜分别遮住一半时干涉条纹如何变化?
为什么?
2.观察二次成像时的放大像和缩小像
1.改变测微目镜和狭缝的间距使得能看到狭缝的放大像和缩小像(测微目镜和狭缝的间距和透镜焦距有何关系?
)。
2.转动双棱镜、透镜会对所成的放大像、缩小像产生什么影响?
3.测量钠灯黄光的波长(测量过程当中双棱镜位置不能改变,为什么?
)
实验记录
改变光源、狭缝、双棱镜、测微目镜的位置,观察干涉条纹的变化情况
1.光源、狭缝、双棱镜不动,移动测微目镜时干涉条纹的变化情况:
将测微目镜与双棱镜的距离从较小(10.00cm左右)逐渐变大时,开始竖直条纹的间距随着测微目镜与双棱镜的距离的增大而增大,当两者距离增大到30.00cm以上时,开始出现水平条纹,并且继续增大两者距离时水平条纹逐渐变清晰,竖直条纹变得不清晰。
整个过程中,竖直条纹的数目不发生明显变化,亮度变弱。
2.把测微目镜固定在45cm处,光源、狭缝的位置也固定不动,改变双棱镜位置时干涉条纹的变化情况:
双棱镜与测微目镜间的距离增大时,干涉条纹的间距变大,条纹的数目先是增大然后再减小,亮度变暗。
3.固定测微目镜于45.00cm处,固定双棱镜于30.00cm处,改变狭缝的位置时干涉条纹的变化情况:
当狭缝与双棱镜的距离变大时,条纹的间距变小,条纹数目增多,亮度增加。
4.固定测微目镜于45.00cm处,固定双棱镜于30.00cm处,固定狭缝于10.00cm处,改变光源位置时干涉条纹的变化情况:
条纹的形状、间距都不发生变化,只是条纹的亮度发生变化。
转动狭缝、双棱镜、测微目镜,观察干涉条纹的变化情况
1.测微目镜、光缝、光源不动,转动双棱镜时干涉条纹的变化情况:
在中间某一角度条纹最清晰,亮度最大,相对于这一角度增大还是减小条纹都变模糊,亮度也减小。
2.测微目镜、双棱镜、光源不动,转动光缝时干涉条纹的变化情况:
将狭缝、双棱镜、测微目镜分别遮住一半时干涉条纹的变化情况
1.住狭缝的一半时,干涉条纹变暗,但其数目、间距、清晰度都不变。
2.遮住双棱镜的一半时,干涉条纹消失。
3.遮住测微目镜的一半时,视野大小减半,条纹数目、间距、亮度、清晰度等均不变。
二次成像法测d的值
呈缩小像时两个像的位置分别为:
d11=3.854mmd12=4.720mm
呈放大像时两个像的位置分别为:
d21=2.890mmd22=4.926mm
读数显微镜的位置为:
84.70cm
狭缝的位置为:
2.75cm
测量钠灯黄光的波长
数据记录表格如下:
干涉条纹序号
位置/mm
1
0.250
8
2.860
2
0.630
9
3.264
3
1.012
10
3.590
4
1.386
11
3.942
5
1.734
12
4.280
6
2.126
13
4.632
7
2.486
14
4.960
实验仪器
干涉衍射实验装置钠灯光源
实验数据分析与处理
由实验数据得到:
d1=d12-d11=0.866mm
d2=d22-d21=2.036mm
因此d=
=1.328mm
用逐差法计算干涉条纹间距得到:
△x=0.365mm
D=84.70cm-2.75cm=81.95cm
根据公式λ=△x·
d/D计算得λ=591nm
uA(x)=8.864*10-4mm
uB2(x)=2.3094*10-3mm
u(x)=2.466*10-3mm
u(D)=0.1528mm
u(d)=0.0021mm
u(λ)=5nm
因此λ=(591+5)nm
实验结论
钠灯黄光的波长为λ=(591+5)nm
实验分析与讨论
1.误差分析:
查阅资料得知钠灯黄光波长为589.0nm和589.6nm
测量时干涉条纹有一定宽度,准线很细,在测量同一干涉条纹时。
准线的位置先去会产生一定的误差,而且测微目镜的视野亮度很暗,每次的准线位置都不尽相同,这也会造成一定的误差。
d和x的测量都存在这一问题。
对于这种误差可以采取多次测量求平均值来减小误差。
实验仪器的系统误差主要有刻度尺的误差和螺距误差。
测量方法本身也存在误差,因为虚光源与狭缝并不在光具坐的同一位置,测微目镜的分划板与基座中心刻度并不严格重合。
这些都会产生误差。
2.实验现象的分析:
1.钠灯光源的位置对于以狭缝为始端的线光源而言,只是改变了光源的强度,并没有改变光源的其他性质,因此只有干涉条纹的亮度发生变化,其他均未发生变化。
2.如下图,光源S向上移动,交叠区会向下移动,反之亦然,这与实验中观察到的现象相符。
3..于测微目镜的镜片很小,测微目镜与双棱镜的距离比较远,因此在双棱镜之前遮挡镜片干涉效果不会受到破坏,只是光的强度发生变化,因此只是干涉条纹的亮度变小了,其他的都没有改变。
4.当狭缝的宽度扩大到一定值之后,干涉条纹基本无法看到,这是因为狭缝光源扩大到一定程度后变不能再看成是狭缝了,可以看成是很多狭缝,每个狭缝都会产生干涉,而这些狭缝光源又都是相干的,并且有相位差,因此交叠到一起时,干涉条纹的衬比度会下降,当宽度达到一定值(狭缝宽度m满足m=R/d*λ,其中R是光源与狭缝的距离),当m的宽度大于这个值后衬比度就会下降到0,这时便难以观察到干涉条纹了。
5.固定狭缝和双棱镜的位置,增大测微目镜与双棱镜的距离时,就相当于d不变,D增大,根据公式λ=△x·
d/D可以得出条纹的间距增大,这与实验中所观察到的现象相符合,因此可以确定结论正确。
6.固定下风和测微目镜的位置,减小双棱镜与狭缝的距离,这就相当于D不变,d减小,根据公式λ=△x·
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 棱镜