双棱镜干涉实验

实验25-2 双棱镜干涉[实验目的]1．观察分波阵面干涉—双棱镜干涉现象并研究其定性规律。

2．掌握用干涉法测定钠光灯波长，学习测微目镜的使用，并对测量结果的不确定度进行评定。

[实验仪器]光具座、钠光灯、狭缝、双棱镜、测微目镜、凸透镜等。

[实验原理]双棱镜干涉实验在光具座上进行。

图25-1是本实验的装置和光路俯视简图。

从钠光灯M 发出的单色光照亮狭缝S ，S 作为次级光源照射到双棱镜B 上。

双棱镜是由两个很小的锐角（约0.5º~1º）和一个很大的钝角（约178º~179º）构成的三棱镜。

经过双棱镜后光被折射成两束，即光的波阵面经过双棱镜后被分成前进方向不同的两部分，这两部分波阵面如同从两个虚光源S 1 、S 2 直接发出。

S l 、S 2 即为相干光源，在它们各自发出光束的重叠区域就会产生干涉现象，利用测微目镜F 观察和测量重叠区域内干涉条纹的分布。

本实验中，任意相邻两明（或两暗）条纹.的间距为λd D x =∆两虚光源之间的距离d 可用二次成像法测量。

在双棱镜和测微目镜之间放一凸透镜L ，设凸透镜的焦距为f 0 ，在狭缝与双棱镜的距离小于2f 0 ，狭缝与测微目镜分划板之间的距离D > 4 f 0 ，狭缝、双棱镜和测微目镜位置不变的条件下，只移动凸透镜，当分划板上分别出现两个虚光源的缩小像和放大像时，分别测出两虚光源像之间相应的间距d 1 和d 2 ，则虚光源的间距21d d d =图25-1[实验内容及步骤]一、调整光路。

二、研究双棱镜干涉的定性规律。

三、用测微目镜测量干涉条纹的间距。

四、测量两个虚光源之间的距离d。

[数据表格及数据处理]表25-1用测微目镜测量干涉条纹的间距单位：mmD=0.5654m，Δm(D)=0.5×10-3 m，Δm(Δx)=Δm(d)=0.001mm。

表25-2测量两个虚光源之间的距离d单位：mmnm 94.586m 1094.5865654.010114.010911.2933=⨯=⨯⨯⨯=∆⋅=---D x d λm 1029.03105.03)()()(33--⨯=⨯=∆==D D u D u m B()()()[]mm1036.0001.0001.00001.00001.0301561)(32222612-=⨯=+-++-++-⨯=⨯=∆∑i iA x u ν mm 1058.03001.03)()(3-⨯==∆∆=∆x x u m Bmm 1068.0)1058.0()1036.0()()()(3232322---⨯=⨯+⨯=∆+∆=∆x u x u x u B A()()[]mm1036.0001.00001.0001.0001.00301561)(22222612-=⨯=++-+-++⨯=⨯=∑i i A d u ν mm 1058.03001.03)()(3-⨯==∆=d d u m Bmm 1068.0)1058.0()1036.0()()()(332322---⨯=⨯+⨯=+=d u d u d u B A%5.000512.0911.21058.0114.01058.05654.01029.0)()()()(232323222≈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=---d d u x x u D D u u cr λ nm 3005.300512.094.586)()(≈=⨯=⋅=λλλcr c u unm )3587()(±=±=λλλc u。

双棱镜干涉采用分波阵面的方法，可以获得相干光源，双棱镜颇具有代表性。

虽然在激光出现之后，设法获得相干光源的工作已不如早期那样的重要，但双棱镜干涉在实验构思及装置调整等问题上仍然具有重要意义。

【实验目的】1．了解双棱镜干涉装置及光路调整方法；2．观察双棱镜干涉现象并用它测量光波波长；3．利用CDD 成像系统观测双棱镜干涉条纹，学习对CCD 成像系统进行长度单位定标；4．学习测微目镜的使用及测量。

【实验原理】1．双棱镜干涉原理双棱镜可看作是由两个折射棱角α 很小（小于1°）的直角棱镜底边相接而成。

借助于双棱镜可使从光源S 发出的光的波阵面沿两个不同方向传播。

相当于虚光源S 1及S 2发出的两束相干光。

在两束光交迭空间的任何位置上将有干涉发生，在该区域内可以接受并观察到干涉条纹。

双棱镜干涉条纹间距的计算方法，与扬氏双缝干涉的计算方法相同。

在图2中，若S 1和S 2发之间的距离为d ，S 至观察屏的距离为D （当用测微目镜代替屏进行观察时，则为S 至目镜的可动分划板间的距离），P o 为屏上与S 1及S 2等距离的点，在该点处两束光波的光程差也为零，因而两波相互加强而成零级的亮条纹。

在P o 点的两边还排列着明暗相间的干涉条纹。

设S 1和S 2到屏上距P o 点的距离为x k 的P k 点的光程差为δ ，当D >> d 、D >> x 时，有d D x k =δ （1）根据相干条件，当光程差 δ 满足：)2(2λδk ±=时，即在λk dD x ±=处（k = 0、1、2 …），产生亮条纹； )12()2)(12(−±=−±=k dD x k 时，即在λδ（k = 1、2…），产生暗条纹。

这样，两相邻亮条纹的距离为λd D x x x K K =−=Δ+1 （2）如果测得D ，d 及x Δ便可由（2）式求出 λ 值。

2．测量两虚光源之间的距离 D 是两虚光源之间的距离，因而不能用直接的比较方法测得，但它们相当于两个发光点，它们之间的距离可用透镜成像的规律进行测量，常用的方法有物距像距法（略）和共轭法。

双棱镜干涉测波长资料双棱镜干涉是一种常见的光学干涉实验，通过使用两个棱镜来创建和测量光的干涉条纹，从而测量光波的波长。

以下是双棱镜干涉测波长的一些资料。

一、实验原理双棱镜干涉实验的原理是利用两个棱镜来拆分和重新组合光波，从而在空间中产生干涉现象。

当光通过棱镜时，会被折射并偏转一定的角度。

通过调整两个棱镜之间的距离和角度，可以使得从两个棱镜出来的光波在空间中产生干涉现象，形成明暗交替的干涉条纹。

干涉条纹的间距与光波的波长有关，可以根据干涉条纹的间距来计算光波的波长。

具体来说，假设两个棱镜之间的距离为d，棱镜的折射率为n，入射光的角度为θ，则干涉条纹的间距可以表示为：Δx = λ × n / (2 × sinθ)其中，λ为光波的波长，n为棱镜的折射率，θ为入射光的角度。

二、实验步骤1.准备实验器材：两个相同尺寸的三棱镜、单色光源（如激光笔）、角度计、尺子、实验用的记录纸和笔等。

2.将两个棱镜放置在一张记录纸上，调整两个棱镜之间的距离和角度，使得从两个棱镜出来的光波在空间中产生干涉现象，形成明暗交替的干涉条纹。

3.用单色光源（如激光笔）照射棱镜，使光线垂直于棱镜的平面。

调整光源与棱镜的距离，使得光线可以通过棱镜并照射到干涉条纹上。

4.用角度计测量入射光的角度，并记录下来。

5.用尺子测量干涉条纹之间的距离，并记录下来。

6.改变光源与棱镜的距离或调整棱镜之间的角度，重复步骤2至步骤6，得到多组数据。

7.利用上述公式计算光波的波长，并求出平均值。

三、注意事项1.在实验过程中要保持安静，避免由于环境的干扰而影响实验结果。

2.确保两个棱镜之间的距离和角度调整准确，以免影响干涉条纹的形状和间距。

3.在测量角度和干涉条纹间距时要准确细致，避免误差过大。

4.在使用激光笔等光源时要注意安全，避免直射眼睛或照射易燃物品。

5.在计算光波波长时要根据多组数据求平均值，以提高结果的准确性。

四、实验结果分析根据实验数据，利用上述公式可以计算出光波的波长。

双棱镜干涉菲涅耳双棱镜实验是一种分波阵面的干涉实验，实验装置简单，但设计思想巧妙。

它通过测量毫米量级的长度，可以推算出小于微米量级的光波波长。

1881年菲涅耳用双棱镜实验和双面镜实验再次证明了光的波动性质，为波动光学奠定了坚实的基础 一、实验目的1. 观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步理解产生干涉的条件；2. 学会用双棱镜测定光波波长。

二、实验仪器双棱镜、扩束镜、辅助透镜(两片)，测微目镜、光具座、白屏、激光光源三、实验原理将一块平玻璃板的上表面加工成两楔形板，端面与棱脊垂直，楔角A 较小(一般小于1︒)(如图1)。

从激光器S 发出的光经扩束镜到达狭缝S ，使S 成为具有较大光亮度的线状光源。

当狭缝S 发出的光波投射到双棱镜AB 上时，经折射后，其波前便分割成两部分，形成沿不同方向传播的两束相干柱波。

通过双棱镜观察者两束光，就好像它们是由虚线光源1S 和2S 发出的一样，故在两束光相互交叠区域1P ，2P 内产生干涉。

如果狭缝的宽度较小且双棱镜的棱脊和光源狭缝平行，便可在白屏P 上观察到平行于狭缝的等间距干涉条纹如(图2)。

将白屏放到1P 、2P 区域中的任何位置，均可以看到明暗交替的干涉条纹。

设'd 代表两虚光源1S 和2S 间的距离，d 为虚光源所在的平面(近似的在光源狭缝S 的平面内)至观察屏P 的距离，若观察屏中央O 点与1S 、2S 的距离相等，则由1S 、2S 射束的两束光的光程差等于零，在O 点处两光波互相加强，形成中央明条纹；其余的明条纹分别排列在O 点的两旁。

假定Q 是观察屏上任意一点，它离中央点O 的距离为x 。

在'd d =时，121Δ'S S S 和ΔSOQ 可看做相似三角形，且有δ'xd d=(因QSO ∠很小，可用直角边d 代替斜边)，当 'δλx d k d ==(0,1,2,3k =±±±…）或 λ'dx k d ==(0,1,2,3k =±±±…）则两光束在Q 点相互加强，形成明条纹。

实验十三双棱镜干涉一、实验目的（一）观察双棱镜干涉现象；（二）利用双棱镜干涉测定单色光的波长。

二、实验器材氦氖激光器（1套）扩束透镜（f=5cm）（1个）双棱镜（1个）读数显微镜（1台）透镜夹（3个）光具座（1付）小灯（1个）太阳眼镜（1付）光屏（1个）三、实验原理与仪器描述观察光波干涉现象的方法很多，双棱镜干涉是其中之一。

双棱镜是一块表面光滑。

顶角接近于180°的玻璃棱镜，其顶端的直线称为双棱镜的脊，两侧的表面称为棱面，双棱镜干涉的实验装置如图13-1所示。

图13-1 双棱镜干涉光路图从激光光管发出的单色光经扩束透镜扩束后入射在双棱镜的两个棱面上，经棱镜的折射后分成两束光A1A2和B1B2。

在A2B2之间的区域内，这两束光互相叠加而形成干涉。

由于激光束有很好的平行性，通过扩束透镜后的光必会聚于透镜的后焦点F上，因此，可以认为入射双棱镜的光束是从位于F的点光源S发射出来的。

将A1A2向后延长，其交点S1就是由双棱镜造成的S的虚像点。

同样，B1B2向后延长的交点S2也是S的虚象点，由此可以看到，这里的双棱镜干涉相当于以S1和S2为双孔的杨氏干涉。

我们知道杨氏干涉在屏上形成明暗相间的条纹，相邻两亮条纹或相邻两暗条纹之间的距离为(13-1)式中d是两个虚光源（相当于杨氏干涉实验的两个小孔）S1和S2之间的距离，D是虚光源与光屏的距离，λ是光源的波长，由几何光学可推得以下结果：D=L1+L2 (13-2)d=L1 (13-3)=（n-1）（π-） (13-4) 上式由双棱镜玻璃的折射率n和双棱镜顶角（以弧度为单位）所决定，可称为双棱镜常数。

假设我们测得第一条暗纹至第K+1条暗纹的距离是L K，则相邻两暗纹的距离为(13-5)将（13-2）、（13-3）、各式代入（13-1）式，得到(13-6) 本实验通过测量干涉条纹的距离及各光学元件在光路中的位置，间接测出氦氖激光的波长。

四、实验方法与步骤（1）按图13-1在光具座上顺次摆好各器件。

实验二十九双棱镜干涉一．实验目的1．掌握获得双光束干涉条纹的一种方法，进一步理解光的干涉本质。

2．学习一种测量光波波长的方法。

3．学会测微目镜的使用。

二．实验仪器光具座、测微目镜、钠光灯及电源、双棱镜、透镜、狭缝三．实验原理产生光的干涉现象需要用相干光源，即用频率相同、振动方向相同和位相差恒定的光源。

为此，可将由同一光源发出的光分成两束光，在空间经过不同路径，会合在一起而产生干涉。

分光束的方法有分波阵面和分振幅两种：双棱镜干涉属于前类；薄膜干涉属于后类。

双棱镜是由两个折射角极小的直角棱镜组成的。

借助棱镜界面的两次折射，可将光源（狭缝）发出的光的波阵面分成沿不同方向传播的两束光。

这两束光相当于由虚光源S1、S2发出的两束相干光（如图所示）。

于是它们在相重叠的空间区域内产生干涉。

将光屏插进上述区域中的任何位置，均可看到明暗相间的干涉条纹。

可以证明，相邻两明（或暗）条纹间的距离为：ΔX＝X k+1－X k＝(D/d)λ式中：D为狭缝到观察屏的距离；d为两虚光源之间的间距；λ为入射光波波长。

上式表明，只要测出d、D和ΔX，就可算出光波波长λ。

四．实验内容及步骤1．调整光路并定性观察双棱镜干涉现象及其特点。

实验的光路装置如图所示。

先用单色光均匀照亮狭缝，利用狭缝所获得的柱面波射向双棱镜，并使其均匀照亮棱脊部位，然后依次作如下调整并观察：（1）按照同轴等高的要求，调整光源（若用激光作光源需加扩束镜）、单缝、双棱镜、2L：光源（钠光灯）；L1：扩束镜（用钠光灯时取消）；S：狭缝；B：双棱镜；L2：透镜；Q：光屏；F：测量目镜双棱镜干涉实验装置（2）使单缝的取向与棱脊平行并同时垂直于光具座。

（3）逐渐减小单缝的宽度，使能看清干涉条纹（条纹不能太窄，否则视场太暗，以致看不清干涉条纹）。

反复调整单缝的取向和宽度，直到干涉条纹清晰为止。

（4）缓慢调整单缝与双棱镜间的距离，观察干涉条纹疏密程度的变化，找出这种变化的定性规律，并作出解释。

双棱镜干涉实验目的(1) 观察双棱镜干涉现象,测量钠光的波长。

(2) 学习和巩固光路的同轴调整。

实验方法原理双棱镜干涉实验与双缝实验、双面镜实验等一样，都为光的波动学说的建立起过决定性作用，同时也是测量光波 波长的一种简单的实验方法。

双棱镜干涉是光的分波阵面干涉现象，由 S 发出的单色光经双棱镜折射后分成两列，相当 于从两个虚光源 S 1和 S 2射出的两束相干光。

这两束光在重叠区域内产生干涉，在该区域内放置的测微目镜中可以观察 到干涉条纹。

根据光的干涉理论能够得出相邻两明（暗）条纹间的距离为 ∆x = d Dλ ，即可有λ =d ∆x 其中 d 为两 D个虚光源的距离，用共轭法来测，即 d = ；离距的镜目微实验步骤(1) 仪器调节 ① 粗调d 1d 2；D 为虚光源到接收屏之间的距离，在该实验中我们测的是狭缝到测 。

量测镜目微∆测 x 由，小很将缝的位置放好，调至坚直，根据缝的位置来调节其他元件的左右和高低位置，使各元件中心大致等高。

② 细调根据透镜成像规律用共轭法进行调节。

使得狭缝到测微目镜的距离大于透镜的四倍焦距，这样通过移动透镜能够在 测微目镜处找到两次成像。

首先将双棱镜拿掉，此时狭缝为物，将放大像缩小像中心调至等高，然后使测微目镜能够接收到两次成像，最后放入双棱镜，调双棱镜的左右位置，使得两虚光源成像亮度相同，则细调完成。

各元件中心基本达到同轴。

(2) 观察调节干涉条纹调出清晰的干涉条纹。

视场不可太亮，缝不可太宽，同时双棱镜棱脊与狭缝应严格平行。

取下透镜，为方便调节可先将测微目镜移至近处，待调出清晰的干涉条纹后再将测微目镜移到满足大于透镜四倍焦距的位置。

(3) 随着 D 的增加观察干涉条纹的变化规律。

(4) 测量① 测量条纹间距 ∆x② 用共轭法测量两虚光源 S 1和 S 2的距离 d③测量狭缝到测微目镜叉丝的距离 D 数据处理测∆x数据记录条纹位置次数起始位置 a 终了位置a′被测条纹数mm|a-a′|∆x1 2 3 4 5 6 8.0953.5548.0303.5508.1843.5933.5758.0353.5738.1003.6808.0801010101010104.5204.4814.4574.5504.5044.4870.45200.44810.44570.45500.45040.4487x= 0.44998mm测 d 数据记录mm次数放大像间距 d1a1a1′缩小像间距d2|a1-a1′|a2a2′|a2-a2′|1 2 3 4 5 6 7.5605.7717.5385.7557.5205.7355.7747.5615.7667.5495.7537.5151.7861.7901.7721.7941.7671.7807.3576.9337.3816.9107.3556.9516.9657.3606.9687.3306.9407.3600.4100.4280.4130.4200.4150.409d1= 1.7915mm；d2= 0.4158mm测 D 数据记录mm狭缝位置 b1(1) ∆x的不确定度测微目镜差丝位置b′660∆D=|b-b′|659u A( ) = 0.001329mm；( ) 2 2 u B( ) = 仪3 = 0.005770mm；u u A( x) + u x0.005921mm。

双棱镜干涉实验【实验目的】1 •掌握用双棱镜获得双光束干涉的方法，加深对干涉条件的理解.2 •学会用双棱镜测定钠光的波长.【实验仪器】光具座、白屏、单色光源钠灯、测微目镜、短焦距扩束镜、白炽灯、氦氖激光器、毛玻璃屏、滑块（若干个）、手电筒可调狭缝、双棱镜、辅助透镜、白屏、凸透镜（不 同焦距的数个）。

【实验原理】如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且它们的位相差不随时间而变为加强，在另一些地方表现为减弱（甚至可能为零）,这种现象称为光的干涉.菲涅耳利用图1所示的装置，获得了双光束的干涉现象•图中AB 是双棱镜，它的外形结构如图2所示，将一块平玻璃板的一个表面加工成两楔形板，端面与棱脊垂直，楔角 A较小（一般小于10） •从单色光源发出的光经透镜L 会聚于狭缝S,使S 成为具有较大亮度的线状光源.从狭缝 S 发出的光，经双棱镜折射后，其波前被分割成两部分，形成两束光，就 好像它们是由虚光源 S1和S2发出的一样，满足相干光源条件，因此在两束光的交叠.区域图1图2P1P2 内产生干涉•当观察屏 P 离双棱镜足够远时，在屏上可观察到平行于狭缝S 的、明暗相间的、等间距干涉条纹.设两虚光源S1和S2之间的距离为d ，虚光源所在的平面（近似地在光源狭缝 S 的平面 内）到观察屏P 的距离为d ，且d d ,干涉条纹间距为X ,则实验所用光源的波长为d xd因此，只要测出d 、d 和x ，就可用公式计算出光波波长. 【实验内容】1 •调节共轴（1） 将单色光源 M 会聚透镜L ,狭缝S ,双棱镜AB 与测微目镜P 放置在光具座上.用目视法粗略地调节它们中心等高、共轴，棱脊和狭缝S 的取向大体平行.（2）点亮光源M 通过透镜L 照亮狭缝S ,用手执白纸屏在双棱镜后面检查：经双棱镜折化，那么在两列二少在某些地方表现光波相交的区 域，光强分布是 不均匀的，而是射后的光束，有否叠加区P1P2 (应更亮些)?叠加区能否进入测微目镜？当移动白屏时，叠加区是否逐渐向左、右(或上、下)偏移？根据观测到的现象，作出判断，进行必要的调节使之共轴.2. 调节干涉条纹⑴减小狭缝S的宽度，一般情况下，可从测微目镜中观察到不太清晰的干涉条纹(测微目镜的结构及使用调节方法见实验基础知识有关内容)。

物理实验研究性实验报告双棱镜干涉
实验目的：
通过双棱镜干涉实验研究光的干涉现象，探究光的波动性和光的特性。

实验仪器：
光源，双棱镜，平行板，望远镜，光路调节器。

实验原理：
光具有波粒二象性，当光通过不同光程的介质时，会出现干涉现象。

双棱镜干涉实验是一种典型的光的干涉实验，它利用双棱镜将一束光线分成两束光线，再让这两束光线在一定条件下发生干涉现象。

当两束光线相遇时，光程差为整数个波长时，光强加强，光程差为半波长时，光强减弱，光程差为奇数个波长时，光强为零。

这种现象称为干涉现象。

实验步骤：
1. 用光路调节器将光线垂直射入双棱镜，在双棱镜上放置平行板，调整平行板的位置，使得光经过平行板后光程差为一定的值。

3. 观察望远镜中的干涉条纹，并记录下来。

5. 根据干涉条纹的变化，计算出平行板移动的距离和光波长。

实验结果：
我们在实验中观察到了明暗相间的干涉条纹。

当平行板的位置改变时，干涉条纹的位置也会发生变化。

通过测量平行板移动的距离和干涉条纹的变化，我们可以计算出光的波长。

通过双棱镜干涉实验，我们进一步探究了光的波动性和光的特性。

干涉现象可以帮助我们了解光的传播规律，进而应用于光学技术、光学设计等领域。

双棱镜干涉实验【实验目的】1．掌握用双棱镜获得双光束干涉的方法，加深对干涉条件的理解．2．学会用双棱镜测定钠光的波长．【实验仪器】光具座、白屏、单色光源钠灯、测微目镜、短焦距扩束镜、白炽灯、氦氖激光器、毛玻璃屏、滑块（若干个）、手电筒可调狭缝、双棱镜、辅助透镜、白屏、凸透镜（不同焦距的数个)。

．【实验原理】如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且它们的位相差不随时间而变化，那么在两列光波相交的区域，光强分布是不均匀的，而是在某些地方表现为加强，在另一些地方表现为减弱(甚至可能为零)，这种现象称为光的干涉．菲涅耳利用图1所示的装置，获得了双光束的干涉现象．图中AB 是双棱镜，它的外形结构如图2所示，将一块平玻璃板的一个表面加工成两楔形板，端面与棱脊垂直，楔角A 较小(一般小于10)．从单色光源发出的光经透镜L 会聚于狭缝S ，使S 成为具有较大亮度的线状光源．从狭缝S 发出的光，经双棱镜折射后，其波前被分割成两部分，形成两束光，就好像它们是由虚光源S1和S2发出的一样，满足相干光源条件，因此在两束光的交叠．区域图1 图2P1P2内产生干涉．当观察屏P 离双棱镜足够远时，在屏上可观察到平行于狭缝S 的、明暗相间的、等间距干涉条纹．设两虚光源S1和S2之间的距离为d '，虚光源所在的平面(近似地在光源狭缝S 的平面内)到观察屏P 的距离为d ，且d d <<'，干涉条纹间距为x ∆，则实验所用光源的波长λ为 x d d ∆'=λ因此，只要测出d '、d 和x ∆，就可用公式计算出光波波长． 【实验内容】1．调节共轴(1)将单色光源M ，会聚透镜L ，狭缝S ，双棱镜AB 与测微目镜P 放置在光具座上．用目视法粗略地调节它们中心等高、共轴，棱脊和狭缝S 的取向大体平行．(2)点亮光源M ，通过透镜L 照亮狭缝S ，用手执白纸屏在双棱镜后面检查：经双棱镜折射后的光束，有否叠加区P1P2 (应更亮些)?叠加区能否进入测微目镜?当移动白屏时，叠加区是否逐渐向左、右(或上、下)偏移?根据观测到的现象，作出判断，进行必要的调节使之共轴．2．调节干涉条纹(1)减小狭缝S 的宽度，一般情况下，可从测微目镜中观察到不太清晰的干涉条纹（测微目镜的结构及使用调节方法见实验基础知识有关内容）。

双棱镜干涉测波长实验报告一、实验目的1、观察双棱镜干涉现象，掌握获得双棱镜干涉条纹的方法。

2、测量钠光的波长。

3、学会使用测微目镜测量干涉条纹间距。

二、实验原理双棱镜干涉是一种分波阵面干涉。

将单色光源（如钠光灯）发出的光通过狭缝 S 照亮双棱镜的棱脊，经双棱镜折射后，形成两束频率相同、振动方向相同、相位差恒定的相干光。

这两束光在空间相遇，产生干涉条纹。

设两相干光源 S1 和 S2 之间的距离为 d，屏幕到双棱镜的距离为 D，干涉条纹间距为Δx，光波波长为λ，则根据干涉条纹的明暗条件和几何关系，可以得到：＼＼lambda ＝＼frac{d ＼times ＼Delta x}｛D}＼因此，只要测量出 d、D 和Δx，就可以计算出光波的波长λ。

三、实验仪器钠光灯、双棱镜、凸透镜、测微目镜、光具座、白屏等。

四、实验步骤1、仪器调节将钠光灯、双棱镜、凸透镜、测微目镜依次放置在光具座上，调整它们的高度和中心，使它们大致在同一光轴上。

使钠光灯通过狭缝 S 照亮双棱镜的棱脊，在白屏上观察到清晰的干涉条纹。

调节凸透镜的位置，使干涉条纹清晰、明亮、宽窄适中。

2、测量相关物理量用测微目镜测量干涉条纹间距Δx。

测量时，应沿同一方向移动测微目镜，依次测量多条干涉条纹的间距，然后取平均值。

测量双棱镜到测微目镜的距离 D。

可以通过在光具座上读取相应的刻度值来确定。

测量两相干光源 S1 和 S2 之间的距离 d。

可以通过小孔成像法或其他方法来测量。

3、数据处理与计算根据测量得到的数据，代入公式＼（＼lambda ＝＼frac{d ＼times ＼Delta x}｛D}＼），计算出钠光的波长λ。

对测量数据进行误差分析，讨论实验结果的准确性和可靠性。

五、实验数据记录与处理1、测量干涉条纹间距Δx测量次数 1：Δx1 ＝＿_____ mm测量次数 2：Δx2 ＝＿_____ mm测量次数 3：Δx3 ＝＿_____ mm测量次数 4：Δx4 ＝＿_____ mm测量次数 5：Δx5 ＝＿_____ mm平均值：＼（＼overline{＼Delta x} ＝＼frac{＼Delta x1 ＋＼Delta x2 ＋＼Delta x3 ＋＼Delta x4 ＋＼Delta x5}｛5}＼）＝＿_____ mm2、测量双棱镜到测微目镜的距离 DD ＝＿_____ mm3、测量两相干光源 S1 和 S2 之间的距离 dd ＝＿_____ mm4、计算钠光的波长λ将测量数据代入公式＼（＼lambda ＝＼frac{d ＼times ＼Delta x}｛D}＼），得到：＼（＼lambda ＝＼frac{d ＼times ＼overline{＼Delta x}｝｛D}＼）＝＿_____ mm5、误差分析测量误差的主要来源包括干涉条纹间距的测量误差、双棱镜到测微目镜距离的测量误差以及两相干光源距离的测量误差等。

双棱镜干涉实验报告引言：干涉实验是物理学中基础的实验之一，通过干涉现象可以探索光波的性质和波动特性。

本实验选择使用双棱镜干涉实验装置，旨在观察和研究光的干涉现象以及双棱镜在干涉中的作用。

实验原理：双棱镜干涉实验基于干涉现象，当两束光线汇合到一起时，它们的相位差决定了光波叠加的强度和干涉条纹的出现。

光的干涉实验可以分为两种类型：构造干涉和破坏性干涉。

本实验采用构造干涉，即两束光线相干地汇聚叠加。

实验仪器与装置：双棱镜干涉实验所需的仪器包括两个同一种类的透镜（即双棱镜）、白光光源、光屏、实验架以及其他实验所需的辅助器材。

实验装置的组装需要严格遵循实验指导书的要求，保持光源、双棱镜和光屏之间的正确位置和准确的角度。

实验步骤：1.将实验架放置在平稳的桌面上，确保实验装置的稳定性。

2.调节实验架的高度和角度，使光轴垂直且水平朝向光屏。

3.打开光源，可以是白光源或者通过色光滤片调节出需要的单色光。

4.将双棱镜放置在实验装置的适当位置，确保光线经过双棱镜的完整路径。

5.观察在光屏上是否出现干涉条纹，根据观察到的条纹情况进行实验记录。

实验现象和分析：通过实验观察可以发现，在适当的条件下，双棱镜干涉实验会产生出一系列明暗相间的干涉条纹。

这些干涉条纹是由两束光线相干地叠加和干涉产生的，光的波动性质得到了充分的体现。

进一步观察可以发现，干涉条纹的明暗程度和间距会受到一些因素的影响。

例如，改变光源的颜色或波长会导致干涉条纹条数和间距的变化；调整双棱镜的角度和位置也会影响干涉条纹的形态。

这些现象可以通过波动理论和干涉公式得以解释和分析。

实验结果与结论：通过实验观察和数据记录，我们得出了以下结论：1.双棱镜干涉实验可以产生明暗相间的干涉条纹。

2.干涉条纹的形态和明暗程度可以通过调整双棱镜的位置和角度进行调节。

3.改变光源的颜色或波长也会对干涉条纹的形态产生影响。

结语:本实验通过双棱镜干涉实验装置，我们观察和研究了光的干涉现象。

217实验38 光的干涉实验（三）——双棱镜干涉实验利用菲涅尔（A.J.Fresnel ）双棱镜可以实现光的干涉。

菲涅尔双棱镜干涉实验曾在历史上为确立光的波动学说起到过重要作用，它提供了一种用简单仪器测量光的波长的方法。

【重点、难点提示】光的波动性；双棱镜干涉现象；双棱镜干涉测波长；光路的调整 【目的和要求】1．观察由双棱镜所产生的干涉现象，并测定单色光波长。

2．加深对光的波动性的了解，学习调节光路的一些基本知识和方法。

【实验仪器】1．光源；2．光具座；3．狭缝；4．双棱镜；5．凸透镜；6．测微目镜。

【实验原理】双棱镜形状如图6.38.1所示，其折射角很小，因而折 射棱角接近180︒。

今设有一平行于折射棱的缝光源S 产生 的光束照射到双棱镜上，则光线经过双棱镜折射后，形成 两束犹如从虚光源S 1和S 2发出的相干光束。

它们在空间传播时有一部分重叠而发生干涉（画有双斜线的区域）， 图6.38.1 双棱镜示意图 结果在屏幕E 上显现干涉条纹，如图6.38.2所示。

S S 1S 2OE图6.38.2 双棱镜产生的相干光束示意图干涉条纹以O 点为对称点上下交错地配置。

用不同的单色光源作实验时，各亮条纹的距离也不同，波长越短的单色光，条纹越密；波长越长的单色光，条纹越稀。

如果用白色光作实验，则只有中央亮条纹是白色的，其余条纹在中央白条纹两边，形成由紫而红的彩色条纹。

利用干涉条纹可测出单色光的波长。

单色光的波长λ由下式决定x Da∆=2λ （6.38.1） 式中2a 为S 1S 2间的距离、D 为S 1S 2到E 幕的距离，∆x 为任意两条暗条纹之间距离。

【实验内容与步骤】 一、调整光路本实验的具体装置如图6.38.3所示，由光源发出的光通过狭缝变为缝光源，再经双棱镜折射，就可获得两个相干光源，因而能在测微目镜里看到干涉条纹。

测微目镜的构造和使用参见第三章§3.3.4“常用光学仪器”4。

218图6.38.3 双棱镜干涉装置图1．开亮光源，先将狭缝稍放大点，观察光通过狭缝后是否照射到双棱镜的棱背和射入目镜，若不能，则须调整光源及目镜的位置以达到上述目的。