雙棱鏡測量波長的實驗改進及調(diào)節(jié)技巧畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-09 16:04:00 本頁面
【正文】 工成兩楔形面 , 端面與棱脊垂直 , 楔角較小 , 一般在 30′ 1176。 圖 1 雙棱鏡干涉原理圖 根據(jù)光的干涉理論能夠得出相鄰兩明 (暗 )條紋間的距離為： ?dDx ?? 也就是： xDd??? 中 ? 是光波的波長， d是兩個虛光源之間的距離， D是虛光源到接收屏之間的距離， x? 是干涉條紋的間距。 3. 實驗中所遇到的困難 雙棱鏡測量波長的實驗改進及調(diào)節(jié)技巧 5 采用雙棱鏡干涉法測光波波長是大學(xué)物理實驗的一個典型實驗，雖然所用儀器很普 通，但整個實驗過程對學(xué)生的動手能力的要求很高。 （ 7） 測量得到的實驗數(shù)據(jù)千差萬別。調(diào)節(jié)出來的大小像只有一條亮線。這是因為“等高共軸”沒有調(diào)好。雙棱鏡的底面與光軸垂直，棱脊和狹縫大體平行 。 C、 看到清晰的干涉條紋后，將雙棱鏡或側(cè)位目鏡前后移動，是干涉條紋寬度適合，同時在不影響清晰度的情況下，適當(dāng)?shù)卦黾涌p寬，以保持 干涉條紋有足夠的亮度。光學(xué)實驗對于大多數(shù)學(xué)生來說是比較難的，需要花費很多的時間和耐心在實驗儀器的調(diào)節(jié)上，在我初次做這個實驗的時候，即使在實驗前已經(jīng)做好充分的預(yù)習(xí)準備，對實驗步驟已經(jīng)了解得比較清楚了，可是在實驗的過程中總是遇到各種各樣的問題，在實驗儀器的調(diào)節(jié)上花費了很長的時間，沒辦法 獨立地在規(guī)定的時間內(nèi)完成實驗。 A、 我并不采用直接將各個光學(xué)儀器一并排列放在光具座上，而是一個一個地調(diào)節(jié)等高共軸。這樣可以粗略調(diào)節(jié)狹縫與雙棱鏡“等高共軸”。要是兩條光線的亮度不一樣說明狹縫與雙棱鏡的棱脊不嚴 格平行，可以左右調(diào)節(jié)雙棱鏡，使兩條光線的亮度一樣。 B、 撤去凸透鏡，將測微目鏡逐漸向雙棱鏡靠近，用白紙放在雙棱鏡后面，可看到微弱的光線，調(diào)節(jié)測微目鏡，使光線進入測微目鏡，在測微目鏡中找到兩個虛光源的交疊區(qū)域，其特點是比視場的其他 雙棱鏡測量波長的實驗改進及調(diào)節(jié)技巧 10 部分要亮一點，要是沒找到交疊區(qū)域，可以將測微目鏡移近雙棱鏡，可以增大視場，利于找到交疊區(qū)域，找到交疊區(qū)域后只需要微微調(diào)節(jié)下狹縫的平行度就可以調(diào)節(jié)出清晰的干涉條紋。 C、重復(fù)找大小像的步驟，撤去白屏，在白屏的位置上放上測微目鏡，左右細微調(diào)節(jié)，使亮點進入測微目鏡，再前后細微調(diào)節(jié)測微目鏡，使透過測微目鏡看到細銳的光線此時可以測出小像的距離 d1。 誤差分析 二次成像法實驗誤差理論分析 光波的波長的計算公式： xDdd ?? 21? ① 對公式 ① 取對數(shù)得到： ? ? Dxdd lnlnlnln21ln21 ?????? ② 對式子 ② 取微分得到DdDxxdddddddd ???????????? ?? 2 21 121?? ③ 把微分寫成相對誤差的形式： ? ?DDxxddddE ?????????????? ?????? 2 21 121?? ④ 對式子 ④ 進行分析可以知道雙棱鏡測量波長的誤差來源主要來自于三個方面的測量誤差。 第一項引起的誤差最大，只要我們盡量減少第一項所引起的誤差就可以大大地減少整個實驗的誤 雙棱鏡測量波長的實驗改進及調(diào)節(jié)技巧 11 差。經(jīng)過一次又一次改變狹縫與雙棱鏡的距離，凸 透鏡與雙棱鏡的距離，發(fā)現(xiàn)很難調(diào)節(jié)得到兩個虛像的間距相等或接近。如表 1 所示： 物距（ u） 像距（ v） 正倒 大小 虛實 u2f f v2f 倒 縮小 實 u=2f u=2f 倒 等大 實 fu2f v2f 倒 放大 實 u=f 不成 像 uf vu 與物同側(cè) 正 放大 虛 由上表可以知道，等物距與像距都等于兩倍焦距的時候，成一個等大的實像。這樣大大地減少了測量誤差，在實驗操作方面，只需要測出一個像間的距離，簡化了操作步驟。用這種方法可以免去了測量大小像的距離所產(chǎn)生的誤差，而這個誤差正是二次成像法中引起較大誤差的原因。我們把已知光波的波長稱為標準光波。從實驗結(jié)果來看．誤差是在可接受的范圍，實驗方法是可行的。 劉佩珊 二○一三年五月一日 。作為一個本科生 ,可以直接與國際知名的學(xué)者就前沿的問題進行“對話” ,沒有任老師的指導(dǎo)是不可能的 .任老師在我做畢業(yè)論文期間給予了全面、細致、耐心的指導(dǎo)和善意的督促 ,使論文可以如期地完成。下面我用氦氖激光作為標準波長來測量鈉光燈的波長，測量數(shù)據(jù)如下所示： HeNe 激光：雙棱鏡所在的位置 40?y 次數(shù) 條紋的位置 被測條 ab?1x? 1x? 雙棱鏡測量波長的實驗改進及調(diào)節(jié)技巧 17 起始位置 a(mm) 終了位置 b(mm) 紋數(shù) （ mm） (mm) （ mm） 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 雙棱鏡所在的位置： y=45 次數(shù) 條紋的位置 被測條紋數(shù) ab?（ mm） 2x? (mm) 2x? （ mm） 起始位置 a(mm) 終了位置 b(mm) 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 雙棱鏡測量波長的實驗改進及調(diào)節(jié)技巧 18 鈉光
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