菲涅耳双棱镜干涉实验一、实验目的了解菲涅耳双棱镜干涉的原理,掌握用这种棱镜来测量波长的方法二、实验仪器菲涅耳双棱镜读数显微镜会聚透镜狭缝屏光具座氦氖激光器三、实验原理菲涅耳双棱镜是利用分波前的方法实现干涉的常用器件。它是由玻璃制成的等腰三角棱镜,有两个小的约为1℃锐角和一个大的钝角。干涉区双棱镜屏从狭缝出射光束经过双棱镜的折射产生狭缝的两个虚光源和,它们是相干光源。经过双棱镜的两束折射光在重合区域将发生干涉,结果在屏上形成明暗相间的直线形的干涉条纹。任意相邻的两亮纹或者暗纹之间的间隔是:上式中为虚光源到屏之间的距离,为两虚光源的间距,是光源的波长。由此可知,我们只要测定就可测出光源的波长。四、实验步骤先将激光束调节到与导轨的棱脊相平行:移动观察屏调节激光束的俯仰角度使得在观察屏的光斑位置不发生变化。然后将读数显微镜安装到导轨上使得激光光斑落在物镜的中央位置。接着将透镜安装到导轨上使激光光斑落在物镜的位置不变就说明它们共轴。再将狭缝添置到导轨上,最后把双棱镜安装到导轨上,让双棱镜的平面正对激光束,倘若反射的光斑从原路返回,则说明光束是垂直入射的,水平调节支架的底座使得双棱镜平分激光束。现在要做的工作就是将激光器换成钠光灯,再做微调就可以精确对准了。将狭缝调小些,调节三棱镜的棱边与狭缝严格平行,此时可从读数显微镜里头看到直线状明暗相间的干涉条纹。移动透镜让狭缝的虚像经透镜成两次像,测出两次所称像的间隔分别为和,则虚光源的间隔。测好虚光源的间隔数据后,将会聚透镜放置在狭缝的前面可使得光线更为集中入射到狭缝,并将读数显微镜的叉丝其中一条旋转到与干涉条纹相平行,记下读数显微镜的位置。进行测量,每隔5条暗条纹测一次,并记下相应的读数,多读几个数据。挪去双棱镜,移动读数显微镜靠近狭缝知道看清狭缝的边缘,记下此时的读数显微镜的位置,那么狭缝离干涉条纹形成位置的距离就等于这两次读数显微镜位置的差值的绝对值。求相邻条纹间隔,代入表达式计算出钠灯光源的平均波长。五、实验数据表格狭缝屏的位置干涉条纹屏的位置两虚光源间隔各暗条纹所在位置相邻条文间隔数据处理求出钠灯双黄线的平均波长,与标准直对比,求百分误差。思考
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