研究性报告-菲涅尔双棱镜干涉实验的改进及误差分析

菲涅尔双棱镜实验报告一、实验目的本实验旨在通过菲涅尔双棱镜实验，观察光的干涉现象，测量光波波长，并加深对光的波动性的理解。

二、实验原理菲涅尔双棱镜是由两个折射角很小的直角棱镜底边相接而成。

当一束单色平行光垂直照射在双棱镜的棱脊上时，经双棱镜折射后，其折射光可视为由两个虚光源发出的相干光。

这两个虚光源发出的光在空间相遇，会产生干涉条纹。

根据光的干涉原理，相邻两亮条纹或暗条纹之间的距离与光波波长、双棱镜到观察屏的距离以及两虚光源之间的距离有关。

通过测量条纹间距、双棱镜到观察屏的距离以及两虚光源之间的距离，就可以计算出光波波长。

三、实验仪器钠光灯、菲涅尔双棱镜、凸透镜、测微目镜、光具座等。

四、实验步骤1、调节光具座上各元件，使其共轴。

将钠光灯、双棱镜、凸透镜和测微目镜依次放置在光具座上，调节它们的高度和位置，使它们的中心大致在同一水平轴线上。

2、调整钠光灯的位置，使其发出的平行光垂直照射在双棱镜的棱脊上。

3、移动凸透镜，使通过双棱镜折射后的光线在测微目镜中形成清晰的像。

4、调节测微目镜，使其十字叉丝清晰，并使干涉条纹清晰可见。

5、测量条纹间距。

通过测微目镜测量相邻十条亮条纹或暗条纹之间的距离，多次测量取平均值。

6、测量双棱镜到测微目镜的距离。

使用直尺测量双棱镜到测微目镜的距离，同样多次测量取平均值。

7、测量两虚光源之间的距离。

利用凸透镜成像法测量两虚光源之间的距离。

五、实验数据及处理1、条纹间距的测量测量次数 1：＿____mm测量次数 2：＿____mm测量次数 3：＿____mm平均值：＿____mm2、双棱镜到测微目镜的距离的测量测量次数 1：＿____cm测量次数 2：＿____cm测量次数 3：＿____cm平均值：＿____cm3、两虚光源之间的距离的测量测量次数 1：＿____mm测量次数 2：＿____mm测量次数 3：＿____mm平均值：＿____mm根据实验原理，光波波长的计算公式为：＼＼lambda ＝＼frac{d ＼times ＼Delta x}｛D}＼其中，＼（＼lambda\）为光波波长，＼（d\）为两虚光源之间的距离，＼（＼Delta x\）为条纹间距，＼（D\）为双棱镜到测微目镜的距离。

菲涅耳双棱镜干涉实验
菲涅耳双棱镜干涉实验是一种利用干涉现象观察光波特性的实验。

在此实验中，将一束单色光通过一个菲涅耳双棱镜，光线将被分成两束，每一束光线都沿不同的路径传输，在某一点再次相交而产生干涉。

在干涉产生的区域，由于两束光线在该区域的相位差，干涉有时是增强的，有时是减弱的。

这种干涉可观察到明暗相间的条纹，称为干涉条纹。

通过观察干涉条纹的形态和位置，可以确定光波的波长和相位差。

菲涅耳双棱镜干涉实验在工业、医学、物理学、测量学、地质学和天文学等领域有广泛的应用。

用菲涅耳双棱镜测量光的波长唐薇 39011301摘要：利用菲涅耳双棱镜进行干涉实验，当双棱镜与屏的位置确定后，干涉条纹的间距△x与光源的波长λ成正比，利用这个知识能测量出单色光的波长。

本实验报告先介绍了两束光波干涉的必要条件，然后对基本原理和实验仪器进行介绍，为理解实验原理提供理论基础，最后介绍本实验的步骤并进行了数据处理，从而得出实验结果，最后讨论，对实验误差进行分析，对实验方法等提出改进意见等。

两束光波产生干涉的必要条件是：1．频率相同2．振动方向相同3．位相差恒定尽管干涉现象是多种多样的，但为满足上述相干条件，总是把由同一光源发出的光分为两束或两束以上的相干光，使它们各经不同的路径后再次相遇而产生干涉。

产生相干光的方式有两种：分波阵面法和分振幅法。

本次的菲涅耳双棱镜干涉属于分波阵面法。

一、实验目的1、验证光的波动性，了解分波阵面法获得相干光的原理；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。

二、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。

其中，ｄ是两虚光源的间距，D 是光源到观察屏的距离，λ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λ，即△x=D λ/d , λ =△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f 的凸透镜L ，当D ＞4f 时，可移动透镜L 而在测微目镜中看到两虚光源的缩小像或放大像。

双棱镜干涉实验误差分析及实验改进双棱镜干涉实验是大学物理实验的重要标志性实验之一。

要做好这个实验，需要深入的去认识实验，分析误差，以便在实验过程中减小误差来源。

本文通过分析和比较两种不同的虚光源间距测量方法，探究各个参量对实验结果的影响，通过不断改进实验过程，让测量结果更准确。

标签：双棱镜；干涉；误差分析；实验改进一、干涉实验测光波波长的两种方法（一）等位移法利用等位移法来测量光波波长的话可以根据如下图1来安排装置，待测光波波长可表示为[2]放已知波长λ1的He-Ne激光器，测出已知波长的He-Ne激光为光源时双棱镜分别放在B和B’时所成干涉条纹的宽度δ1和δ2，测出待测光（如钠光灯）作为光源时在上面两点分别所成干涉条纹宽度和，利用上式带入数据便可以直接计算出待测光波波长。

光路安排好以后，保持D不变并且使得不变，只需要更换光源测出相应的干涉条纹宽度，和，。

（二）虚光源法在利用双棱镜干涉测光波波长时，多数采用的方法都是测出两虚光源间距d、两虚光源到测微目镜叉丝板平面的距离D以及干涉条纹宽度，最后带入公式，这种测量方法涉及到虚光源间距的测量，我们称之为虚光源法。

在通常的实验过程，有如下两种方法来测量虚光源的间距。

1、两次成像法放一个焦距为f′的透镜L在双棱镜和测微目镜之间，当测微目镜与虚光源之间的距离d>4f′时，在两虚光源和测微目镜所在平面之间就会找到分别成放大像和缩小像的两次成像点，在测微目镜和两虚光源间前后移动凸透镜L，分别找到大像和小像，通过测微目镜测出大像d1和小像d2，代入公式，即可测得两虚光源间距。

这种方法实验原理简单，便于教师讲解及学生理解，在许多大学教学中通常都采用此种实验方法。

2、放大法在两次成像法过程中，有一种方法就是只测量一次成像，这种方法叫一次成像法，很多时候有的实验者只测量放大像，这种方法称为放大法。

具体方法便是在测微目镜叉丝板上呈现放大像时测出此时两虚光源间距d1，并且利用光具座上刻度尺得到虚光源平面、透镜、测微目镜叉丝平面的位置，计算出两次成像原理图中的和，利用比例得到两虚光源间距。

中文摘要本文首先介绍了双棱镜测量波长的基本的装置和原理及一般的操作步骤及方法，随后分析双棱镜测量波长的实验所引起的系统误差分析，及实验过程中遇到的操作困难等问题，针对这些问题，分别采取不同的实验改进方法对实验进行优化从而减少误差及减少操作的困难。

关键词：双棱镜波长干涉虚光源误差二次成像法等位移法ABSTRACTKey Words：biprism wavelength interference virtual light source error the secondary imaging method1．双棱镜测量光波长的背景利用菲涅尔双棱镜测量光波波长实验是大学物理实验中的基础实验，通过实验可以让学生掌握用菲涅尔双棱镜获得双光束干涉的方法，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. 双棱镜干涉实验的装置和原理2.1 双棱镜双棱镜外形结构如图1 所示, 将一块平玻璃板上表面加工成两楔形面, 端面与棱脊垂直, 楔角较小, 一般在30′- 1°之间。

2.2 双棱镜干涉实验中所用的仪器有双棱镜，可调狭缝，辅助透镜(两片)，读数显微镜，光具座，白屏，钠灯，原理如图1，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 和S 射出的两束相干光。

这两束光在重叠区域内产生干涉，在该区域内放置的读数显微镜中可以观察到干涉条纹。

图1 双棱镜干涉原理图2.3 根据光的干涉理论能够得出相邻两明(暗)条纹间的距离为：λdDx=∆也就是：xDd∆=λ中λ是光波的波长，d是两个虚光源之间的距离，D是虚光源到接收屏之间的距离，x∆是干涉条纹的间距。

利用双棱镜测量光波的波长，只要测出虚光源到接收屏之间的距离D（可以在光具座中直接读出可调狭缝到读数显微镜之间的距离近似为虚光源到接收屏之间的距离），从读数显微镜中直接测出干涉条纹的间距。

两个虚光源之间的距离无法直接测量出来，可以通过以下的方法，间接测出两个虚光源之间的距离，利用透镜成像法求出两个虚光源之间的距离d ：保持狭缝与读数显微镜的距离不变，并且满足fD 4>，在狭缝与读数显微镜之间放一凸透镜Q ，凸透镜Q 的焦距为f，移动凸透镜，可以在读数显微镜中分别看到放大的实像和缩小的实像。

双棱镜干涉实验的误差分析作者：景书勇李佐王朴来源：《昆明民族干部学院学报》2017年第01期【摘要】利用菲涅尔双棱镜测量单色光波波长是光学实验中的基础实验，但测量波长的误差往往较大。

本文采用基本方法、二次共轭法、大小转换法和二次共轭一大小转换法在同一套实验仪器上测量实验数据，然后进行数据处理，误差对比，得出本文中提出的二次共轭一大小转换法为最优方案。

【关键词】双棱镜；误差分析；波长用“双棱镜干涉实验测量单色光波波长”是大学物理实验中较为常见的一个实验。

由于其现象明显，故被大多数高校选为基础光学实验。

但是在具体的实验操作中对学生的实验动手能力要求较高。

在测量两虚光源的间距时，由于判断最佳测量位置只能依靠实验者的个人经验，存在偶然误差。

在测量虚光源到观察屏的距离时，是以狭缝平面代替虚光源平面，也会带来误差。

而实验的目的就是希望测出最接近真实值的数据，所以减小误差可以提高测量精度。

通过几种实验方案的对比分析，找到更合适的数据采集方法，是减小误差，提高精度的途径之一。

本文在分析已有三种实验方案的基础上，提出了二次共轭-大小转换法为实验精度较优的结论。

1菲涅尔双棱镜测单色光波长的基本原理实验中采用菲涅尔双棱镜来构造双光束干涉的，实验装置如图1所示。

单色光源M发出单色光经过凸透镜L聚集于狭缝S，经过狭缝后变成线状光源。

光线从狭缝S发出投射到菲涅尔双棱镜上，经过菲涅尔双棱镜折射反射形成沿不同方向传播的2束相干柱面波。

当狭缝到菲涅尔双棱镜的距离适当，调整观察屏至狭缝的距离，就可以看到两束相干光的叠加区域。

调整狭缝与菲涅尔双棱镜棱脊平行，使用测微目镜观察，可以看到明暗相间的等间距条纹。

双棱镜干涉实验的几个问题的讨论摘要:对双棱镜干涉实验中双棱镜的光学原理进行较深入的分析；测量两虚光源间距离的新方法；干涉条纹的可见度的讨论；实验中光强不均匀分布的分析。

关键词:虚光源折射率干涉条纹可见度光强均匀分布引 言：菲涅耳双棱镜实验是除杨氏双缝干涉实验以外的另一种分波阵面干涉实验，菲涅耳发明的双棱镜虽然制作简单、价格低廉, 但它不仅在历史上有重要的意义，而且能利用它观察有趣的光学现象。

用双棱镜观察光的干涉,并测量钠光波长是一个典型、重要的光学实验, 它对理解光的波动性具有重要的意义。

通过大量的实验，发现以下几个方面的问题，进行讨论与研究。

1.测量两虚光源间距离的新方法在双棱镜干涉测钠光波长的实验中，实验结果的误差较大，为减小实验误差，通过大量的实验，总结出影响实验精确的关键量—两虚光源之间的距离。

实验中首先测量干涉条纹宽度X ∆及虚光源所在平面与观察屏之间的距离D ，然后测两虚光源之间的距离d ，实验所用光波波长λ可由公式： X D d ∆=λ (d<<D)算出。

由于X ∆很小，实验时用测微目镜多个干涉条纹宽度的平均值，又因d<<D ，D 1也是一个很小的量，因此X ∆与D 的相对误差较小，而对两虚光源之间的距离d 的测量长生的误差较大，且不易发现误差。

d 是一个间接测得量，我们想办法找出一个与d 有关的直接测得量，用直接测得量的值迅速准确检验两虚光源之间的距离d 测得结果的好坏。

双棱镜干涉实验装置如图1所示，图中M 、S 、B 、O 分别为光源、狭缝、双棱镜、测微目镜的位置，d 表示两虚光源1S 和2S 之间的距离，两虚光源的位置近似地在狭缝S 的平面内，狭缝与双棱镜之间的距离用L 表示，其值可由导轨上的米尺直接读出。

两虚光源之间的距离d 是用凸透镜采用两次成像法测出的，其中放大像之间距为1d ，缩小像的间距为2d ，由公式21d d d ：可算出d 值。

我们先固定光源M 和狭缝S 的距离，通过改变双棱镜的位置来改变L 值,再通过测量21,d d 后算出d 值，把d 随L 的变化关系列表如下:当L>7cm时，由于滑座体的限制无法进行测量；当L>35cm时，由于干涉条纹过宽，测量值误差过大，故弃之。

北京航空航天大学基础物理实验------研究性实验实验题目双棱镜干涉测钠光波长一、摘要法国科学家菲涅耳（Augustin J.Fresnel）在1826年进行的双棱镜实验证明了光的干涉现象的存在，它不借助光的衍射而形成分波面干涉，用毫米级的测量得到纳米级的精度，其物理思想、实验方法与测量技巧至今仍然值得我们学习。

二、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，并且这两列光波的位相差不随时间而变化，那么在两列光波相交的区域内，光强的分布不是均匀的，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。

菲涅尔镜双棱镜可以看作是由两块底面相接、棱角很小的直角棱镜合成。

若置单色光源S于双棱镜的正前方，则从S射来的光束通过双棱镜的折射后，变成两束相互重叠的光，这两束光放佛是从光源的两个虚像S1 和S2是两个相干光源，所以若在两束光想重叠的区域内放置一屏，即可观察到明暗相间的干涉条纹。

菲涅耳利用如图1所示装置，获得了双光束的干涉现象．图中双棱镜B是一个分割波前的分束器，它的外形结构如图2所示．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，楔角较小(一般小于1°). 当狭缝S发出的光波投射到双棱镜B上时，借助棱镜界面的两次折射，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．通过双棱镜观察这两束光，就好像它们是由虚光源和发出的一样，故在两束光相互交叠区域内产生干涉．如果狭缝的宽度较小且双棱镜的棱脊和光源狭缝平行，便可在光屏上观察到平行于狭缝的等间距干涉条纹。

双棱镜的干涉条纹图设代表两虚光源和间的距离，为虚光源所在的平面(近似地在光源狭缝S的平面内)至观察屏Q的距离，且，任意两条相邻的亮（或暗）条纹间的距离为，则实验所用光波波长可由下式表示：（根据形成明、暗条纹的条件，当光程差为半波长的偶数倍时产生明条纹，当光程差为半波长的奇数倍时产生暗条纹）(1)上式表明，只要测出、和，就可算出光波波长。

大学物理实验研究性报告菲涅尔双棱镜干涉实验的改进及误差分析作者：12071112***北京航空航天大学2013.12.12摘要本文通过对菲涅尔双棱镜干涉测波长实验的改进，进行误差分析及讨论，运用数学工具对观测数据做出科学的分析处理，获得正确的结论，提高了实验能力和运用误差理论来处理实验数据的能力。

关键字：菲涅尔双棱镜焦距成像改进AbstractI ’ll focus on error analyses and further discussion in this essay through my improvements for Fresnel biprism interference experiment. As a consequence we acquired more accurate conclusions and advance our experimental skill in error analyses, in the assist of error theory and other mathematical methods.Key words: Fresnel biprism ，focal length ，formation of image，improvement目录一、实验原理 (3)二、实验仪器 (5)三、实验步骤 (5)（1）各光学元件的共轴调节 (5)（2）波长的测量 (5)四、主要数据结果记录及分析 (5)1、原始数据 (5)2、数据处理 (6)1）用一元二次线性回归方程计算∆x (6)2）计算波长 (6)3）不确定度的计算 (6)五、实验误差分析及改进 (7)1、扩束镜对虚光源s1，s2位置变化影响 (7)2、探究测微目镜位置选择对实验误差的影响 (8)六、实验误差分析及改进的意义 (9)附录 (10)参考文献 (10)原始数据照片 (11)一、实验原理两束光波产生干涉的必要条件是：1、频率相同；2、振动方向相同；3、位相差恒定。

关于菲涅耳双棱镜实验的再思考崔忱高等工程学院13071141摘要：本文利用物理上的几何光学方法对于菲涅耳双棱镜的干涉进行了理论推导，并结合傅里叶光学公式对于菲涅耳双棱镜的推导结果，较为系统的讨论了实验现象，有助于在实验中迅速对错误进行分析，尽快找到实验现象。

同时利用对于四种测量钠光波长的方法利用已经得到的实验数据进行比较，并提供了一种能够尽量减小误差的方法。

关键词：理论推导调节错误修正减小误差引言：利用菲涅耳双棱镜测量钠光波长可以说同学们公认的基础物理实验之中比较难于调节出现象的实验，许多同学利用三个小时的时间依然没有调节出现象。

笔者在实验过程之中也出现了许多的困难，虽然在老师的帮助下最后勉强调节出了实验现象，但是在之后的数据处理之后发现实验误差并没有想象中的小。

因此在实验结束之后笔者试图利用已经具有的物理知识对于实验现象以及调节方法进行比较准确的定量分析。

菲涅耳双棱镜可以看做是由两块底面相接，棱角很小（约为1°）的直角棱镜合成。

若置单色光源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，变为两束相重叠的光，这两束光仿佛是从光源S0的两个虚像S1和S2射出的一样。

由于S1和S2是两个相干光源，所以若在两束光相重叠的区域放一屏，即可观察到明暗相间的干涉条纹。

那么我们利用几何光学的知识来简单的推导一下跟这个实验有关的几个公式。

在双棱镜干涉实验中:所用双棱镜折射角a 很小(a = △0/L0), 并且主截面垂直于作为光源的狭缝S ;借助于双棱镜的折射, 将自S 发出的波阵面分为向不同方向传播的两个部分, 这两部分波阵面好象自图中所示虚光源S1 和S2 点发出的一样.在两波相交的区域P1P′2 产生干涉.两相干光源的距离t 可由折射角为a 的棱镜对光线产生的偏向角公式δ=(n -1)a 算出:t =2(n -1)aL1 ①其中n 为棱镜玻璃折射率.将t 及L 值(L=L1 +L2)代入双缝干涉间隔公式△L=λL/ t 中, 则得双棱镜干涉相邻条纹间距:△L=(L1+L2)λ/2(n -1)aL1 ②在得到了这样的结果之后我们查阅了书籍资料，找到了傅里叶光学公式，下面引用结果。

双棱镜干涉的深入研究实验一、问题提出实验课上我们已经掌握了用双棱镜获得双光束干涉的方法，加深对干涉条件的理解，并且学会了如何用双棱镜测定钠光的波长。

本次设计性实验中我们将进一步掌握双棱镜的干涉原理及调节方法，测定两个虚光源之间的距离与狭缝-双棱镜间距之间的关系。

主要从以下问题探讨：（一）实验测量双棱镜的楔角，并比较角度不同干涉现象的差异；（二）用多种方法来测两个虚光源之间的距离，并比较优缺点；（三）测定两虚光源之间的距离与狭缝-双棱镜间距之间的关系曲线；（四）利用双棱镜干涉观察He-Ne激光的干涉条纹，并测量氦氖光的波长；（五）将钠光灯换成大灯泡，观察白光的干涉条纹。

二、实验原理（一）双棱镜楔角的测量利用分光计测量：将分光机调平处于使用状态，使望远镜光轴与双棱镜的一个面垂直，这时在望远镜的视野中能够清晰看见绿色小十字叉丝的像。

C双棱镜的外形图：A B一束沿ＡＢ面法线方向的平行光投射于望远镜中, 测量α时, 当望远镜对准ＡＢ面时, 由望远镜物镜的焦面上发出的光束射到AB面上，一部分反射，形成要测量的像，一部分透射进入棱镜后，分别在AC和BC面上反射回到望远镜中, 所以在测量中, 实际看到的是三个绿色小十字叉丝像。

AB面反射的像较亮，AC和BC 面反射的像较暗，望远镜叉丝对准较亮的十字叉丝像测量。

当望远镜转到AC和BC 面一侧时，在望远镜中实际看到4个十字像，中间2个像较暗，边上2个较亮，望远镜叉丝应对准A一侧的亮像测量[2]。

将待测双棱镜置于分光计的载物台上，固定望远镜子，点亮小灯照亮目镜中的叉丝，旋转分光计的载物台，使双棱镜的一个折射面对准望远镜，用自准直法调节望远镜的光轴与此折射面严格垂直，即使十字叉丝的反射像和调整叉丝完全重合。

记录刻度盘上两游标读数V1、V2；再转动游标盘联带载物平台，依同样方法使望远镜光轴垂直于棱镜第二个折射面，记录相应的游标读数V1'，V2'，由此得双棱镜的楔角α为：α=(｜V1'－V1｜+｜V2'－V2|)/4（二）多种方法测两光源之间的间距1.二次成像法在“用双棱镜干涉测量光波的波长”时关键是测量两虚相干光源的间距d,目前使用的教科书中一般采用二次成像法测量两虚相干光源的间距，其实验装置和光路图如图1所示：图1中狭缝光源S发出的光波经双棱镜上下两部分折射后形成两虚相干光源Ｓ1和Ｓ2，ｄ通过透镜Ｌ在两个不同位置的二次成像求得，即ｄ＝21dd，ｄ1为两虚相干光源通过透镜所成的放大实像间的距离ｄ2为两虚相干光源通过透镜所成的缩小实像间的距离[3]。

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过观察和测量棱镜和透镜的光学特性，加深对光学原理的理解。

实验内容主要包括棱镜的折射、反射现象，以及透镜的成像规律。

通过实验，我们学习了如何利用棱镜和透镜进行光学测量，并对实验结果进行了分析。

二、实验原理1. 棱镜的折射和反射现象：当光线从一种介质进入另一种介质时，由于介质的光密度不同，光线会发生折射和反射。

棱镜的折射现象可以用斯涅尔定律来描述，即入射角与折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比。

2. 透镜的成像规律：透镜分为凸透镜和凹透镜，它们对光线具有会聚和发散的作用。

凸透镜成像规律可以用透镜公式描述，即物距u、像距v和焦距f之间的关系为1/f = 1/u + 1/v。

三、实验器材1. 棱镜：包括两个直角棱镜和一个三角形棱镜。

2. 透镜：包括一个凸透镜和一个凹透镜。

3. 光源：包括白光光源和激光光源。

4. 光具座：用于固定实验器材。

5. 测量工具：包括量角器、尺子、白纸等。

四、实验步骤1. 棱镜实验：（1）将直角棱镜放置在光具座上，调整光源，使其垂直照射棱镜。

（2）观察光线在棱镜中的折射和反射现象，记录入射角和折射角。

（3）更换不同角度的光源，重复上述步骤，观察折射和反射现象的变化。

2. 透镜实验：（1）将凸透镜和凹透镜分别放置在光具座上，调整光源，使其垂直照射透镜。

（2）观察光线在透镜中的会聚和发散现象，记录物距和像距。

（3）更换不同焦距的透镜，重复上述步骤，观察成像规律的变化。

五、实验结果与分析1. 棱镜实验：（1）实验结果表明，当光线从空气进入棱镜时，折射角小于入射角；当光线从棱镜进入空气时，折射角大于入射角。

（2）实验结果表明，当光线从空气进入棱镜时，反射角等于入射角；当光线从棱镜进入空气时，反射角小于入射角。

2. 透镜实验：（1）实验结果表明，当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像；当物距小于2倍焦距时，成正立、放大的虚像。

用菲涅尔双棱镜测量光波波长实验报告一、实验目的1、掌握菲涅尔双棱镜干涉的原理和方法。

2、学会使用测量显微镜测量干涉条纹的间距。

3、测量光波的波长，并对实验结果进行误差分析。

二、实验原理菲涅尔双棱镜可以看作是由两块底面相接、顶角很小的直角棱镜合成。

当一束单色平行光垂直照射在双棱镜的表面时，经折射后形成两束相干光。

这两束光好像是从两个虚光源发出的一样，在它们相遇的区域产生干涉条纹。

设两虚光源之间的距离为 d，虚光源到屏的距离为 D，相邻两条干涉条纹的间距为Δx，则根据光的干涉理论，光波的波长λ可以通过以下公式计算：λ ＝Δxd ／ D三、实验仪器1、钠光灯：提供单色光源。

2、菲涅尔双棱镜。

3、测量显微镜：用于测量干涉条纹的间距。

4、光具座：用于固定和调节光学元件的位置。

四、实验步骤1、调节光路将钠光灯、菲涅尔双棱镜和测量显微镜依次放置在光具座上，使它们大致在同一水平线上。

调节钠光灯的位置，使其发出的光能够均匀照亮双棱镜。

调节双棱镜的位置，使其棱脊与光具座平行，并使干涉条纹清晰可见。

2、测量干涉条纹间距转动测量显微镜的测微鼓轮，使叉丝对准干涉条纹的中心。

沿一个方向移动测量显微镜，依次测量若干条干涉条纹的位置，并记录下来。

3、测量虚光源到屏的距离 D 和两虚光源之间的距离 d用米尺测量虚光源到屏的距离 D。

通过测量双棱镜的几何尺寸和它在光具座上的位置，计算出两虚光源之间的距离 d。

4、重复测量重复上述步骤，进行多次测量，以减小测量误差。

五、实验数据及处理1、测量干涉条纹间距的数据如下表所示：｜条纹序号｜位置（mm）｜｜｜｜｜ 1 ｜ 1025 ｜｜ 2 ｜ 1150 ｜｜ 3 ｜ 1270 ｜｜ 4 ｜ 1395 ｜｜ 5 ｜ 1520 ｜相邻条纹间距的平均值：Δx ＝（1150 1025 ＋ 1270 1150 ＋ 1395 1270 ＋ 1520 1395）／ 4＝ 125 mm2、虚光源到屏的距离 D ＝ 50000 mm3、两虚光源之间的距离 d 的计算：双棱镜的折射率 n ＝ 15，顶角α ＝ 05°，双棱镜的厚度 t ＝ 500 mm，双棱镜到测量显微镜的距离 L ＝ 30000 mm。