实验25-2光的干涉(双棱镜)

[实验目的]

1．观察分波阵面干涉—双棱镜干涉现象并研究其定性规律。

2．掌握用干涉法测定钠光灯波长，学习测微目镜的使用，并对测量结果的不确定度进行评定。

[实验仪器]

光具座、钠光灯、狭缝、双棱镜、测微目镜、凸透镜等。 [实验原理]

双棱镜干涉实验在光具座上进行。图25-1是本实验的装置和光路俯视简图。从钠光灯M 发出的单色光照亮狭缝S ，S 作为次级光源照射到双棱镜B 上。双棱镜是由两个很小的锐角（约0.5º~1º）和一个很大的钝角（约178º~179º）构成的三棱镜。经过双棱镜后光被折射成两束，即光的波阵面经过双棱镜后被分成前进方向不同的两部分，这两部分波阵面如同从两个虚光源S1 、S2 直接发出。Sl 、S2 即为相干光源，在它们各自发出光束的重叠区域就会产生干涉现象，利用测微目镜F 观察和测量重叠区域内干涉条纹的分布。

本实验中，任意相邻两明（或两暗）条纹.的间距为

xDd

两虚光源之间的距离d 可用二次成像法测量。在双棱镜和测微目镜之间放一凸透镜L ，设凸透镜的焦距为f0 ，在狭缝与双棱镜的距离小于2f0 ，狭缝与测微目镜分划板之间的距离D > 4 f0 ，狭缝、双棱镜和测微目镜位置不变的条件下，只移动凸透镜，当分划板上分别出现两个虚光源的缩小像和放大像时，分别测出两虚光源像之间相应的间距d1 和d2 ，则虚光源的间距

dd1d2

图25-1

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[实验内容及步骤]

一、调整光路。

二、研究双棱镜干涉的定性规律。 三、用测微目镜测量干涉条纹的间距。 四、测量两个虚光源之间的距离d 。 [数据表格及数据处理]

表25-1用测微目镜测量干涉条纹的间距

条纹号 条纹位置 条纹号 条纹位置 6倍条纹间距6Δxi 条纹间距Δxi 平均值x ixix 12 4.045 6 3.365 0.680 0.113 11 3.931 5 3.249 0.682 0.114 10 3.816 4 3.138 0.678 0.113 9 3.705 3 3.021 0.684 0.114 单位：mm 8 7 3.5 3.480 2 1 2.909 2.792 0.680 0.688 0.113 0.115 0.114 -0.001 0 -0.001 0 -0.001 0.001 D = 0.56 m ，Δm(D) = 0.5×10-3 m ，Δm(Δx) =Δm(d) = 0.001 mm 。

表25-2测量两个虚光源之间的距离d

放 大 像 缩 小 像 左光源位置xL 右光源位置xR d1 = | xL-xR | 左光源位置xL 右光源位置xR d2 = | xL-xR | dd2.813 6.158 3.345 3.191 5.725 2.534 2.911 2.815 6.160 3.345 3.192 5.727 2.5 2.912 2.811 6.158 3.347 3.199 5.729 2.530 2.910 2.812 6.157 3.345 3.197 5.729 2.532 2.910 单位：mm 2.815 2.812 6.161 6.155 3.346 3.197 5.729 2.532 2.911 3.343 3.186 5.723 2.537 2.912 d1d2 0 0.001 2.911 -0.001 -0.001 0 0.001 idid

2

dxD2.9111030.1141030.56586.94109m586.94nm

u(D)uB(D)m(D)uA(x)165630.5102330.291023m

2ii1321300.00100.00100.0010.0012

0.3610mmuB(x)m(x)u(x)uA(x)uB(x)2230.001(0.36103230.581033mm

3)(0.58102)0.681022mm

uA(d)65i12162i13000.0010.0010.00100.00122

0.3610mmuB(d)m(d)u(d)uA(d)uB(d)22230.001(0.36103230.5810)(0.5810233mm

3)0.6810mm

ucr()u(D)u(x)u(d)Dxd0.291030.560.581030.114220.581032.9112 20.005120.5%uc()ucr()586.940.005123.0053nm

uc()(5873)nm

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