测光波波长的三种方法原理图解.pptx

三三、测测量量可可见见光光的的波波长长有有哪哪些些方方法法？试试给给出出不不少少于于三三种种方方法法的的测测量量原原理理图图，说说明明各各自自的的测测量量原原理理、方方法法、过过程程和和测测量量精精确确度度并并加加以以对对比比。实验原理实验原理：若以单色平行光垂直照射在光栅面上（图1-1），则光束经光栅各缝衍射后将在透镜的焦平面上叠加，形成一系列间距不同的明条纹（称光谱线）。根据夫琅和费衍射理论，衍射光谱中明条纹所对应的衍射角应满足下列条件：式中d=a+b称为光栅常数（a为狭缝宽度，b为刻痕宽度，参见图（1），k为光谱线的级数，为k级明条纹的衍射角，是入射光波长。该式称为光栅方程。方法一方法一 用透射光栅测定光波的用透射光栅测定光波的波长波长v由光栅方程可看出，若已知光栅常数d，测出衍射明条纹的衍射角，即可求出光波的波长。v方法二 迈迈克克尔尔逊逊干干涉涉仪仪光源S发出的光到达分光板后，被分成振幅（强度）几乎相等的反射光（1）和透射光（2）。光束（1）向着 M1前进，光束（2）经过G2 后向着 M2前进，这两束光分别在M1 和 M2上反射后逆着各自的入射方向返回，最后到达光屏E。由于这两束光是来自同一光源S的同一束光，因此他们是两列相干光束，在E处必有干涉图样形成。v由于光在分光板 的第二面反射，使 在 附近形成以平行与 的虚像 M2，因而光在迈克尔逊干涉仪中自 和 的反射就相当于M1 和 M2的反射。故迈克尔逊干涉仪产生的干涉等效于 M1和M2 所构成的虚光板产生的干涉，即相当于厚度为 的空气薄膜所产生的干涉。v 因此，移动平面镜因此，移动平面镜，就会在观察屏，就会在观察屏E上看到干涉圆上看到干涉圆环吞吐的现象，当环吞吐的现象，当 移动移动/2的距离，即的距离，即 每改变每改变/2的的距离，就会在观察屏上看到有一个圆环条纹从中心距离，就会在观察屏上看到有一个圆环条纹从中心“吞入吞入”或或“吐出吐出”，也就是说，每当，也就是说，每当“吞入吞入”或或“吐出吐出”一个圆环条纹，一个圆环条纹，就移动了半个波长，所以就移动了半个波长，所以根据干涉圆环的吞吐就可以测量光源的波长，这也根据干涉圆环的吞吐就可以测量光源的波长，这也就是干涉仪测量长度或长度变化的理论依据。只要就是干涉仪测量长度或长度变化的理论依据。只要数出圆环数出圆环“吞入吞入”或或“吐出吐出”的数目的数目N，并且记录，并且记录下下 移动的距离移动的距离x，就可以计算出光源的波长，即：，就可以计算出光源的波长，即：v x=N =方法三 洛埃镜法洛埃镜法 v实验原理实验原理】：v 由双棱镜干涉条件，光源发射的单色光经会聚透镜后会聚于单缝S而成线光源，光从S发出经洛埃镜后，形成一虚光源S2，该虚光源所发出的光满足干涉条件，在交迭区内产生干涉，成为平行于狭缝的等间距干涉条纹，由此可得：v其中：光源之波长。：干涉条纹的间距 d 实光源与虚光源S1、S2间距。v D：虚光源（狭缝S）至观察处之距离。v 可由测微目镜测量求出；v D可由光具座标尺读数读出；v d由对称原理测出。