用双棱镜测量光的波长 实验目的: 1、 验证光的波动性,了解波前分割获得相干光的原理; 2、 通过用菲涅耳双棱镜对钠灯波长的测量,掌握光学测量的一些基本技巧,培养动手能力
实验仪器 光具座 双棱镜 测微目镜 钠光源 可调狭缝 实验原理 菲涅耳双棱镜(简称双棱镜)实际上是一个顶角极大的等腰三棱镜,如图1所示
它可看成由两个楔角很小的直角三棱镜所组成,故名双棱镜
当一个单色缝光源垂直入射时,通过上半个棱镜的光束向下偏折,通过下半个棱镜的光束向上偏折,相当于形成S′1和 S′2两个虚光源
与杨氏实验中的两个小孔形成的干涉一样,把观察屏放在两光束的交叠区,就可看到干涉条纹
图1 其中,d是两虚光源的间距,D是光源到观察屏的距离, 是光的波 长
用测微目镜的分划板作为观察屏,就可直接从该测微目镜中读出条纹间距△x值,D为几十厘米,可直接量出,因而只要设法测出d,即可从上式算出光的波长 ,即 △dD , =△xd/D (1) 测量d的方法很多,其中之一是“二次成像法”,如图2所示,即在双棱镜与测微目镜之间加入一个焦距为ƒ 的凸L,当 D> 4ƒ时 ,可移 动 L而在测微目镜中看 到 两 虚 光 源 的缩 小 像或 放 大 像
分别读出两 虚 光 源 像的 D1 ALLffd1dS’1S’2BCDd2D2观察屏 图2 二次成像光路 间距d1和 d2,则 由 几何 光 学 可知 : d=21dd (2) 实 验 装 置 本 实 验 装 置 由 双棱镜、 测微目镜、 光 具 座 、 线 光 源 和 透 镜等 组 成
测微目镜是用来 测量微小 实 像线 度 的仪 器 ,其结 构 如图3所示,在目镜焦平 面 附 近 ,的一块 量程 为8mm的刻 线 玻 璃标尺,其分度 值为1mm(如图3(b)中的8条短线 所示)在该尺后 0
1mm处,平 行地放 置了一块 分划板,分划板由