物理实验研究性实验报告双棱镜干涉.doc

物理研究性汇报
双棱镜干涉

第一作者 唐诗白 10041181
第二作者 贾申羊 10041164

A14 钠光劳埃镜干涉与双棱镜干涉
【摘要】本文以钠光劳埃镜干涉与双棱镜干涉为关键内容, 首先介绍了她基础试验原理与试验原理、 试验器材, 然后统计原始数据, 然后进行相关不确定度计算, 最终进行深入误差起源分析与讨论
【试验原理】
假如两列频率相同光波沿着几乎相同方向传输, 而且它们位相差不随时间而改变, 那么在两列光波相交区域, 光强分布是不均匀, 而是在一些地方表现为加强, 在另部分地方表现为减弱(甚至可能为零), 这种现象称为光干涉．

因为干涉条纹宽度很小, 必需使用测微目镜进行测量。两虚光源间距离, 可用已知焦距为会聚透镜置于双棱镜与测微目镜之间, 由透镜两次成像法求得, 如图5—8－3所表示。只要使测微目镜到狭缝距离＞, 前后移动透镜, 就能够在两个不一样位置上从测微目镜中看到两虚光源和经透镜所实像和, 其中一组为放大实像, 另一组为缩小实像, 假如分别测得二放大像间距和二缩小像间距, 则有

【试验仪器】
光具座, 单色光源(钠灯), 可调狭缝, 双棱镜, 测微目镜,白屏．
【关键步骤】
(1) 调整各元件等高共轴
1） 调整狭缝与凸透镜等高共轴
将狭缝紧贴钠光灯放在光具座晚上, 接着依次放上透镜（f=20cm）和白屏, 用二次成像法使狭缝与透镜等高共轴。
2） 调整测微目镜、 狭缝和透镜等高共轴
用测微目镜替换白屏, 并置于距狭缝80cm位置上, 深入用二次成像法调至测微目镜叉丝与狭缝、 透镜等高共轴。
3） 调整双棱镜或劳埃镜与其它元件共轴
1双棱镜干涉: 在狭缝与透镜之间放上双棱镜, 使双棱镜到狭缝距离约为20cm, 上下左右移动双棱镜并转动狭缝, 直至在测微目镜中观察到等长并列、 等亮度两条狭缝小像。
2劳埃镜干涉: 移去透镜, 在狭缝后面放上劳埃镜, 经过劳埃镜目测观察双光源像, 调整狭缝取向至两狭缝像相互平行, 再调整劳埃镜使双光源等亮且相距较近。
（2）干涉条纹调整
要经过测微目镜看到清楚干涉条纹, 试验中必需满足两个条件: 1狭缝宽度足够窄, 以使缝宽上对应各点为相干光, 含有良好条纹视见度。但狭缝不能过窄, 这么光太弱。2棱镜脊背或劳埃镜反射形成虚狭缝必需与狭缝取向相互平行, 不然缝上下对应各点光源干涉条纹相互错位叠加, 降低条纹视见度。
调整方法以下。
1双棱镜干涉: 在上述各光学元件调整基础上, 移去透镜, 深入交替微调狭缝宽度和狭缝取向, 反复若干次, 直至经过测微目镜看到最清楚干涉条纹为止。
2劳埃镜干涉: 经过测微目镜进行观察, 同时微微调整劳埃镜和狭缝取向, 直至出现清楚干涉条纹
【数据统计与处理】
试验一: 钠光双棱镜干涉
为了愈加靠近真实值, b与s均测了两次
(mm)
B1
B2
B=b1-b2
B’1
B’2
B’=b’1-b’2
1
6.755
6.080
0.675
2.885
8.040
5.155
2
6.215
5.475
0.740
6.710
1.230
5.480

(cm)
X透
X’透
X狭
S= X透- X狭
S’= X’透- X狭
1
75.70
33.30
2.65
73.5
30.65
2
74.15
33.10
2.65
71.5
30.45

(mm)
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
X11
1
4.020
4.296
4.571
4.850
5.122
5.380
5.673
5.949
6.244
6.499
6.775
2
6.775
7.070
7.363
7.660
7.951
8.244
8.540
8.835
9.125
9.422
9.715
x=0.294mm
UA(x)==7.454*10-4mm

UB(x)==5.774*10-4mm
所以U(x)==9.429*10-4mm
x+ U(x)=(0.294)mm
而λ=
所以λ===580nm
==3.20714*10-3
==1.8601nm
So最终表述为:

试验二: 钠光劳埃镜干涉
B1=4.660mm b2=4.195mm b’1=4.215mm b’2=5.220mm
S透=35.3cm s狭=2.65cm s’透=66.4cm
(mm)
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
X11
1
3.840
4.352
4.866
5.377
5.890
6.405
6.910
7.420
7.930
8.445
8.960
2
4.880
5.390
5.905
6.415
6.920
7.440
7.950
8.465
8.975
9.480
10.000
x=0.512
UA(x)==3.125*10-3
UB(x)==5.774*10-4
所以U(x)==3.125*10-3
x+ U(x)=(0.512)mm
而λ=
所以λ===562.17nm
==6.1035*10-3
==3.431nm
So最终表述为:

【讨论内容】
1、 调整大小狭缝虚像时, 所对应长度, 也就是用测微目镜所观察b与b’, 十字叉丝与狭缝亮缝重合有视觉误差, 再加上成像长度S与S’并没有一个具体数值, 故a含有一定误差
2、 螺旋测微仪在旋转时含有空程误差
3、 钠光光源过暗, 造成干涉条纹亮度过低, 从而极难分辨亮条纹中心, 十字叉丝对按时有一定偏差。