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(2) 察看调理条纹 调出清楚的条纹

发布时间:2019-11-05 点击数:

  菲涅尔测钠光波长 【尝试目标】 (1)察看双棱镜现象,丈量钠光的波长。 (2)进修和巩固光的同轴调整。 (3) 通过察看双棱镜发生的双光束现象,理解发生的前提。 (4)进修测微目镜的利用及丈量。 【尝试仪器】 光源、双棱镜、可调狭缝、凸透镜、察看屏、光具座、测微目镜。 【尝试道理】 菲涅耳双棱镜能够看做是由两块底面相接、棱角很小(约为 1°) 的曲角棱镜合成。若置单色狭条光源S0于双棱镜的正前方,则从S0 射 来的光束通过双棱镜的折射后,变为两束相堆叠的光,这两束光仿佛 是从光源S0的两个虚象S1 及S2 射出的一样(见图1)。因为S1 和S2 是两个相关光源,所以若正在两束光相堆叠的区域内放一屏,即可察看 到明暗相间的条纹。 设 a 代表两虚光源 S1和 S2 间的距离,D 为虚光源所正在的平面(近似 地正在光源狭缝 S 的平面内)至察看屏 Q 的距离,且 a《D,肆意两条相 邻的亮(或暗)条纹间的距离为 Δ X,则尝试所用光波波长 λ 可由 下式暗示: ? ? a ?X D (12-1) 上式表白,只需测出 a、D 和 Δ X,就可算出光波波长。 因为条纹宽度 Δ X 很 小,必需利用测微目镜进行测 量.两虚光源间的距离 a,可 用一已知焦距为 f 的会聚透镜 L,置于双棱镜取测微目镜之 图 12-2 双棱镜 B 外形布局图 间,如图 12-3 所示,由透镜两 次成像法求得.只需使测微目 镜到狭缝的距离大于 4f,前后挪动透镜,就能够正在透镜的两个分歧 上从测微目镜中看到两虚光源 S1和 S2 经透镜所成的实像,此中之 一为放大的实像,另一个为缩小的实像.若是别离测得两放大像的间 距 d1 ,和两缩小像的间距 d2 ,则按照下式 a= d1d2 即可求得两虚光源之间的距离 a . (12-2) 图 12-3 双棱镜尝试安拆 【尝试内容】 尝试步调 (1) 仪器调理 ① 粗调 将缝的放好,调至竖曲,按照缝的来调理其他元件的摆布和 凹凸,使各元件核心大致等高。 ② 细调 按照透镜成像纪律用共轭法进行调理。使得狭缝到测微目镜的距离大 于透镜的四倍焦距,如许通过挪动透镜可以或许正在 测微目镜处找到两次成像。起首将双棱镜拿掉,此时狭缝为物,将放 大像缩小像核心调至等高,然后使测微目镜可以或许接 收到两次成像,最初放入双棱镜,调双棱镜的摆布,使得两虚光 源成像亮度不异,则细调完成。各元件核心根基达到同轴。 (2) 察看调理条纹 调出清晰的条纹。视场不成太亮,缝不成太宽,同时双棱镜棱脊 取狭缝应严酷平行。取下透镜,为便利调理可先将测微目镜移至近处, 待调出清晰的条纹后再将测微目镜移到满脚大于透镜四倍焦距 的。条纹的调整:要通过测微目镜看到清晰的条纹,实 验中必需满脚两个前提:① 狭缝宽度脚够窄,以使缝宽上响应各点 为相关光,具有优良的条纹视见度。但狭缝不克不及过窄,过窄光强太弱, 同样无法察看到条纹。② 棱镜的脊背必需取狭缝的取向彼此平 行,不然缝的上下响应各点光源的条纹互相错位叠加,降低条纹 视见度,也无法察看到条纹。 (3) 跟着D 的添加察看条纹的变化纪律。 (4) 丈量 ① 丈量条纹间距Δ x ② 用共轭法丈量两虚光源 S1 和 S2 的距离 d ③ 丈量狭缝到测微目镜叉丝的距离D 【尝试数据】 1 ?x 的丈量 第 1 条亮纹 2.91mm 2.51mm 1.22mm 第 11 条亮纹 15.41mm 12.50mm 12.47mm ?x 0.250mm 0.251mm 0.225mm ?x 则 平均=0.242mm 2 d 的丈量 D1 D2 d1 平均=2.330mm d2 平均=1.280mm 2.350mm 1.280mm d= 2.340mm 1.284mm 2.330mm 1.276mm 3 D=50.70CM ? ? d 0.242 ? 1.727 ? 10 4 ?? ? ? 586 .9nm D 51 .70 4 不确定度的计较 U A ? S?X ? 0.005 mm ? ? i?2 ? ?Xi ??X 2 S?X ? i?1 3 ? ?3 ?1? ? 0.005mm UB ? ?仪 3 ? 0.01 3 ? 0.005774 ?mm ? 合成不确定度U?X ? U 2 A ? U 2 B ? 0.007638?mm? U? ? ?? ? ?? ?d ?2 ? ? ?U 2 d ? ?? ? ?? ??x ?2 ? ? ?U 2 ?x ? 6.3?nm? d1 ? d2 ? 2.330?1.280 ? 1.727mm 则 λ ? ?583.26? 6.3??nm? 【尝试反思】 1. 丈量前仪器调理应达到什么要求才能调理出清晰的条纹? 答:共轴,狭逢和棱背平行取测微目镜共轴,并恰当调理狭逢的 宽度。 2. 本尝试若何测得两虚光源的距离d?还有其他法子吗? 答:d=(d1*d2)1/2 或操纵波长λ 已知的激光做光源,则d=(D/Δ x) λ 3. 狭缝取测微目镜的距离及取双棱镜的距离改变时,条纹的间距和 数量有何变化? 答:狭缝和测微目镜的距离越近,条纹的间距越窄,数量不变,狭缝 和双棱镜的距离越近,条纹间距越宽,数量越小。 【误差阐发】 1.测双缝到屏的距离带来的误差 (1)可通过选用 mm 刻度尺,进行多次丈量求平均值的法子减小误差. (2)通过丈量多条亮条纹间的距离来减小丈量误差. 2.测条纹间距Δ x 带来的误差. (1)条纹没有调到最清晰的程度. (2)分划板刻线取条纹不服行,核心刻线没有刚好位于条纹核心. (3)丈量多条亮条纹间距离时读数不精确. 【留意事项】 1.调理双缝仪时,要留意调理光源的高度,使它发出的一束光能 够沿着遮光筒的轴线.放置单缝和双缝时,缝要彼此平行,核心大致位于遮光筒的轴线.调理丈量头时,应使分划板核心刻线和条纹的核心对齐,记清此时 手轮上的读数,动弹丈量头,使分划板核心刻线和另一条纹的核心对 齐,记下此时手轮上的读数,两次读数之差就暗示这两条纹间的距离. 4.不要间接测Δ x,要测几个条纹的间距计较得Δ x,如许能够减小误 差. 5.调理的根基根据是:照正在像屏上的光很弱,次要缘由是灯丝取单 缝、双缝、丈量头取遮光筒不共轴所致;条纹不清晰一般是由于 单缝取双缝不服行.

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