光速测量实验报告完整版.pdf

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LM2000C 光速测量仪
前 言
从 17 世纪伽利略第一次尝试测量光速以来 ,各个时期人们都采用最先进的技术来测量光速. 现在, 光
在一定时间中走过的距离已经成为一切长度测量的单位标准, 即“米的长度等于真空中光在 1/299792458 秒
的时间间隔中所传播的距离”。光速也已直接用于距离测量,在国民经济建设和国防事业上大显身手 ,光的
速度又与天文学密切相关,光速还是物理学中一个重要的基本常数,许多其它常数都与它相关,例如光谱学
中的里德堡常数, 电子学中真空磁导率与真空电导率之间的关系,普朗克黑体辐射公式中的第一辐射常数 ,
第二辐射常数, 质子、中子、电子、μ子等基本粒子的质量等常数都与光速 C 相关。正因为如此，巨大的
魅力把科学工作者牢牢地吸引到这个课题上来，几十年如一日，兢兢业业地埋头于提高光速测量精度的事
业。
LM2000C 采用光拍法测量光速，是老式光拍法光速测量仪的升级换代产品。它采用了主频达75MHz
的声光器件，使光拍频达到了 150MHz，波长降到 2m，并由此大大减小了仪器的体积（× ），实
现了 0~2π连续移相，这些都是 老式光拍法光速测量仪所无法比拟的。
利用 LM2000C 可开设两个实验：光拍法测量光速和声光法测量透明介质中的声速。本书分两部分分
别叙述。



Part I 光拍法测量光速
第 1 章 实验目的和原理
＜实验目的＞
1． 理解光拍频的概念。
2． 掌握光拍法测光速的技术。

＜实验原理＞
1．光拍的产生和传播：
根据振动迭加原理，频差较小、速度相同的二同向传播的简谐波相迭加即形成拍。考虑频率分别为f1
和 f2（频差△f = f1 - f2 较小）的光束(为简化讨论，我们假定它们具有相同的振幅)：