【正文】 rence virtual light source error the secondary imaging method 雙棱鏡測(cè)量波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)及調(diào)節(jié)技巧 3 1． 雙棱鏡測(cè)量光波長(zhǎng)的背景 利用菲涅爾雙棱鏡測(cè)量光波波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生掌握用菲涅爾雙棱鏡獲得雙光束干涉的方法，觀察雙棱鏡產(chǎn)生的雙光束干涉現(xiàn)象，進(jìn)一步理解產(chǎn)生干涉的條件。 （ 7） 測(cè)量得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)千差萬(wàn)別。 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(dòng)，是干涉條紋寬度適合，同時(shí)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。要是兩條光線的亮度不一樣說(shuō)明狹縫與雙棱鏡的棱脊不嚴(yán) 格平行，可以左右調(diào)節(jié)雙棱鏡，使兩條光線的亮度一樣。 第一項(xiàng)引起的誤差最大，只要我們盡量減少第一項(xiàng)所引起的誤差就可以大大地減少整個(gè)實(shí)驗(yàn)的誤 雙棱鏡測(cè)量波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)及調(diào)節(jié)技巧 11 差。用這種方法可以免去了測(cè)量大小像的距離所產(chǎn)生的誤差，而這個(gè)誤差正是二次成像法中引起較大誤差的原因。作為一個(gè)本科生 ,可以直接與國(guó)際知名的學(xué)者就前沿的問(wèn)題進(jìn)行“對(duì)話” ,沒(méi)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(xì)致、耐心的指導(dǎo)和善意的督促 ,使論文可以如期地完成。對(duì)公式兩邊取對(duì)數(shù)： fxd 4lnlnlnln ????? 取微分得到： xxddddd ?????? 把微分寫(xiě)成相對(duì)誤差的形式： ? ?x xddE ??????? ?? ，與 ? ?DDx xddddE ?????????????? ?????? 2 21 121??比較可以知道，用等大成像法可以去掉了測(cè)量狹縫到讀數(shù)顯微鏡的距離所引起的誤差。實(shí)驗(yàn)中要找出兩個(gè)放大和縮小的像是比較難的。再放上雙棱鏡，眼睛透過(guò)棱鏡看狹縫，開(kāi)始時(shí)狹縫調(diào)大一點(diǎn)，左右調(diào)節(jié)狹縫使棱脊逐漸與狹縫平行，判斷棱脊與狹縫平行是否平行的 標(biāo)準(zhǔn)是（此時(shí)透過(guò)棱鏡看到的是一條豎直的黑線在狹縫中間。是由于條紋的間距 x? 與狹縫到讀數(shù)顯微鏡之間的距離 D不配對(duì)。 兩個(gè)虛光源之間的距離無(wú)法直接測(cè)量出來(lái)，可以通過(guò)以下的方法，間接測(cè)出兩個(gè)虛光源之間的距離，利用透鏡成像法求出兩個(gè)虛光源之間的距離 d： 保持狹縫與讀數(shù)顯微鏡的距離不變，并且滿足 fD 4? ，在狹縫與讀數(shù)顯微鏡之間放一凸透鏡Q，凸透鏡 Q的焦距為 f ，移動(dòng)凸透鏡，可以在讀數(shù)顯微鏡中分別看到放大的實(shí)像和縮小的實(shí)像。 利用雙棱鏡測(cè)量光波的波長(zhǎng)，只要測(cè)出虛光源到接收屏之間的 距離 D（可以在光具座中直接讀出可 雙棱鏡測(cè)量波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)及調(diào)節(jié)技巧 4 調(diào)狹縫到讀數(shù)顯微鏡之間的距離近似為虛光源到接收屏之間的距離），從讀數(shù)顯微鏡中直接測(cè)出干涉條紋的間距。 e、 測(cè)量得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)千差萬(wàn)別。打開(kāi)鈉光燈，在光具座上依次放上凸透鏡和狹縫，粗略調(diào)節(jié)等高，使狹縫均勻被照亮。保持測(cè)微目鏡的位置不變，把凸透鏡移向雙棱鏡，透過(guò)測(cè)微目鏡可以看到形成兩條大的細(xì)銳的光線，此時(shí)可測(cè)出 d2。 等大成像法的原理圖 雙棱鏡測(cè)量波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)及調(diào)節(jié)技巧 12 由光波的波長(zhǎng)公式： xDdd ?? 21? ，因?yàn)榉糯笈c縮小的像一樣大小，所以可以只要測(cè)出這個(gè)像的間距ddd ?? 21 ,在 D 為兩虛光源到讀數(shù)顯微鏡的距離，由等大成像法的原理圖，可以得到 fD 4? ，所以等大成像法的公式可以變形為： xfd ?? 4? 。 雙棱鏡測(cè)量波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)及調(diào)節(jié)技巧 20 雙棱鏡測(cè)量波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)及調(diào)節(jié)技巧 21 致 謝 雙棱鏡測(cè)量波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)及調(diào)節(jié)技巧 22 本論文討論的問(wèn)題比較重要。 在實(shí)驗(yàn)室中的雙棱鏡已經(jīng)用了很長(zhǎng)的時(shí)間，無(wú)法得到楔角和折射率，因?yàn)樾ń欠浅Ｐ?，一般小?176。從第一項(xiàng) ???????? ???221121 dddd 所引起的誤差，可以通過(guò)基本不等式得到它取得最小值的情況2211221121 dddddddd ??????????? ??? 可知當(dāng)?shù)诙?xiàng)取得最小值時(shí)的條件是2211 dddd ??? 由于 1d? 和 2d? 都是由讀數(shù)顯微鏡所引起的誤差，所以可以近似地看作 21 dd ??? ，所以可以得到當(dāng) 21 dd? 第一項(xiàng)取得最小值，也就是誤差最小。只要先找出的大像就可以很快地找到小像，撤去白屏，放上測(cè)微目鏡，用一張白紙放在測(cè)微目鏡前，上下左右調(diào)節(jié)測(cè)微目鏡，使放大的像進(jìn)入測(cè)微目鏡中，前后移動(dòng)透鏡，使在測(cè)微目鏡中觀察到的像最清晰， 調(diào)節(jié)測(cè)微目鏡仰角旋鈕， 使大像處在測(cè)微目鏡視場(chǎng)的中心位置。但是雙棱鏡和狹縫的距離不宜過(guò)小，因?yàn)闇p少他們的距離， S1S2 間距也會(huì)減少，對(duì)測(cè)量 d 不利。 針對(duì)以上的困難進(jìn)行分析 調(diào)不出干涉條紋 調(diào)不出干涉條紋主要來(lái)源于以下三方面： a、光具座上各光學(xué)器件“等高同軸”沒(méi)調(diào)好； b、狹縫的寬度太寬； c、狹縫與雙棱鏡棱脊不平行。 雙棱鏡測(cè)量波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)及調(diào)節(jié)技巧 1 中