摘 要:首先,利用分光计测量双棱镜的楔角,并发现楔角越大干涉条纹宽度越小,亮度越强。其次,得到l-d曲线,并利用l-d的直线表达式,提出一种用于计算双棱镜折射率n及厚度h的新方法。最后,得到并观察He-Ne激光干涉的现象。
关键词:l-d曲线 He-Ne激光干涉 双棱镜折射率
中***分类号:O436.1 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)012-126-02
在“用双棱镜干涉测光波波长”实验中,普遍侧重于双光束干涉的获得和利用干涉条纹测定钠光的波长。而在本实验中,深入研究了楔角对条纹的影响并拍摄得到了干涉条纹,以及l-d间的直线关系,并结合He-Ne激光的特点在钠光干涉的实验装置基础上进行改进,观察到了清晰的亮红色条纹。由于本实验中研究了很多因素,在探究过程中一直应用了控制变量法。
1 实验内容及记录
1.1 测量双棱镜的楔角并比较角度不同干涉现象的差异
先调节分光计,使它能够处于测量状态再将双棱镜按右***的方式放置在载物台上(楞脊冲着望远镜),通过望远镜观察,视野里会出现四个十字叉丝(由于双棱镜楔角很小,所以双棱镜相当于“==”形状,当有物光照射到上面时,它相当于四个平面镜,便会形成四个叉丝)(如***1)
移动望远镜使最左侧的十字叉丝的竖线与目镜中的竖线重合,记录此时示数为v1,v2,按照同样的方式,当最右侧的十字叉丝竖线与目镜中竖线重合时,记录分光计示数v1′,v2′。据此可计算得到楔角 。重复测量三次,取平均值。按照***2中的仪器顺序安装实验装置。W:单色光源(钠光灯),S:可调单缝,B:双棱镜,M:测微目镜。
注意调节仪器等高同轴,且使虚光源到移测显微镜的距离为48cm(屏到虚光源的距离为45cm),棱脊与缝平行,此时可看到清晰条纹。
1.2 测量两虚光源之间的距离d与狭缝到双棱镜间距离l的曲线关系:
将仪器调节到***2的状态,在控制变量的基础上,每1cm改变狭缝到双棱镜的距离l,用二次成像法并多次测量取平均值测相应的两虚光源间距d。记录如下:
1.3 利用双棱镜观察He-Ne激光干涉条纹
在观察He-Ne激光干涉条纹时,由于激光本身的特性,需要对***2中的装置进行改进,具体改进装置为:依次摆放,激光器,扩束器,双棱镜,凸透镜,光屏(光屏较远,可用实验室白墙代替),再调节等高同轴,经过调节便可观察激光的干涉条纹。
2 结论
本实验提供的双棱镜楔角大致有两种,一种约为27′一种约为36′,且在同等条件下双棱镜楔角越小,条纹越宽越暗;狭缝到双棱镜间距离l与两虚光源之间的距离d成正比,l-d曲线为一条直线;改进实验装置后可观察到亮红色He-Ne激光干涉条纹。
3 讨论
3.1 双棱镜楔角对干涉条纹影响的解释
3.2 利用l-d曲线计算双棱镜折射率n及厚度h
参考文献:
[1] 廖立新,刘长生,米贤武.用双棱镜测激光波长的简单方法[J].物理实验,2007(7).
[2] 张明霞.用双棱镜干涉测量光波波长的几种方法探讨[J].天水师范学院学报,2005(10).
[3] 尹真,易烈玉,吴文婷,等.用分光计测定双棱镜楔角和折射率[J].赣南师范学院学报,2008(3).
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