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用双棱镜测光波波长实验报告

广东第二师范学院学生实验报告
内容包含:实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳(数据、图表、计算等)、实验结果与分析、实验心得
一、实验目的
1、进一步掌握同轴等高光路的调节方法。

1.观察双棱镜产生的双光束干涉现象,进一步认清光的波动特性。

2.通过观察双棱镜产生的双光束干涉现象,理解产生干涉的条件。

二、实验使用仪器与材料
双棱镜、可调狭缝、凸透镜、观察屏、光具座、测微目镜。

三、实验步骤
1、调节等高共轴
实验在光具座上进行。

为使钠光灯S、狭缝M、双棱镜B、凸透镜L、测微目镜 P 五器件等高共轴,要在光具座上对它们逐一进行调整。

1)调狭缝使之与光源贴近、对正(不要动钠光灯)让钠光均匀照亮整个狭缝,两者中心等高,狭缝垂直
于导轨。

2)调凸透镜。

让透镜的主光轴与狭缝中心共轴,透镜主光轴平行于光具座的棱脊。

具体步骤为:在狭缝
后放上透镜,透镜后放上一观察屏。

目测粗调透镜与狭缝等高,观测屏与狭缝之间的距离大于f4,
透镜在狭缝与观测屏之间沿光轴移动,观察屏上先后两次出现狭缝的像,一次成大像,一次成小像。

比较两次成像中心点的高低,若大像的中心点比小像高,则说明透镜位置偏高,应下降,反之,则
说明透镜位置偏低,应上升。

此即所谓“大像追小像”。

反复调节透镜的高低左右,直到大、小像中
心点重合为止。

3)调双棱镜。

在狭缝与透镜之间放入双棱镜,止目测粗调二者等高。

这时屏上出现两条平行亮线(狭缝
像),如两亮线一高一低,表示双棱镜棱脊与狭缝不平行,则要旋转双棱镜使两亮线等高(有的双棱
镜固定不可调,则旋转狭缝);如两亮线一粗亮,一细暗,表示棱镜的棱脊未通过透镜光轴,则应平
移双棱镜,使两亮线等宽等亮。

4)调测微目镜。

拿走观测屏,以测微目镜占领其位置。

调测微目镜高低左右,使之与透镜等高共轴,让
狭缝像位于视场中央,在视场中央找到等高、平行、等亮度的狭缝像。

2、调出清晰的干涉条纹
拿走凸透镜,在测微目镜的视场中寻找干涉条纹,此时只能看见一片黄光,这是因为狭缝过宽或双棱镜棱脊尚未与狭缝平行。

只要慢慢减小狭缝宽度,测微目镜的分划板上将出现一条竖直亮带(两边较暗);
轻轻改变狭缝的取向,就可以在亮带区域出现清晰的干涉条纹。

以上两步操作一定要轻缓。

调出条纹后,改变测微目镜与单缝的距离,改变双棱镜与狭缝的间距,观察条纹的疏密变化规律国,并寻找最佳测量状态。

3、测量
(1)测x。

将单缝、双棱镜、测微目镜一一锁定,然后用测微目镜测读并记录第1~6、7~12条亮纹的位置读数(光程差为5),反复测量5组数据。

测量中注意:调分划板上的竖线与与干涉条纹平行,测量时,鼓轮只能向一个方向旋转,防止产生回程差。

(2)测D。

在导轨上读出测微目镜与狭缝的位置读数,并记录数据,D=狭缝位置读数减去测微目镜位置读数,只测一次。

(注意测微目镜的修正值,实验室已给出)
(3)测d。

两虚光源1S和2S的间距由间接测量求得,测量方法有两种,共轭法和放大法。

本实验采用放大法。

图4 放大法测d光路图
如图4所示放开并移动测微目镜,(千成别动狭缝和双棱镜),重新将凸透镜置入测微目镜和双棱镜之间,改变透镜的位置,使本不可测量的虚光源间距d成实像在测微目镜叉丝平面P上。

在目镜中看到清晰狭缝像:两条亮线,中夹黑色矩块。

用测微目镜测出两条亮线的位置读数,读数之差的绝对值即为d。

重复测量5次。

在导轨上读出测微目镜、透镜、狭缝的位置读数,由此算出物距u与像距v,则两虚光源间距:
四、实验数据整理与归纳
D=54.95cm
表1 测干涉条纹间距Δx
序数读数(×10-3m)序数读数(×10-3m)5条条纹间距(×10-3m)
K1 1.730 K1+5 4.587 2.857
K2 1.271 K2+5 4.161 2.890
K3 1.868 K3+5 4.670 2.802
K4 1.315 K4+5 4.135 2.820
K5 2.075 K5+5 4.816 2.741
平均 2.822。

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