双棱镜干涉分波面法研究.doc

双棱镜干涉设计实验学院：物理与电子科学学院专业：09级物理学姓名：戴茂松学号：090801010010指导老师：孙卫真老师分波面法的研究双棱镜干涉现象【摘要】：在双棱镜干涉现象的实验中，干涉条纹的条纹数与双棱镜到缝光源的距离有关，在实验的过程中，发现当双棱镜到缝光源的距离减小时，条纹数的数目也在减少。【关键词】：条纹数；距离；减小；减少；一、干涉条纹的实验调节在做实验之前，要做的第一件事就是调节缝光源的宽度和双棱镜到缝光源之间的距离。只有当缝光源的宽度和双棱镜到缝光源的距离适当的时候，通过目测显微镜可以观察到清晰的、明暗相间的条纹。在实验的时候发现，要很快地能让双棱镜产生清晰的干涉条纹，缝的宽度要适中，太大了，无法产生干涉条纹；太小了，看不清晰;在调节双棱镜的时候，一定要保持双棱镜的竖直。二、干涉条纹的数目及公式在如下的装置图中进行实验：如图所示，双棱镜AB的棱脊（即两直角棱镜底边的交线）与S的长度方向平行，H为观察屏，且三者都与光具座垂直放置。由半导体激光器发出的光，经透镜L1会聚与S点，由S出射的光束投射到双棱镜上，经过折射后形成两束光，好象是从两虚光源S1和S2发出的。由于这两束光满足相干条件，故在两束光相互重叠的区域（图中画斜线的区域）内产生干涉，可在观察屏H上看到明暗交替的、等间距的直线条纹。中心O处因两束光的程差为零而形成中央亮纹，其余的各级条纹则分别排列在零级的两侧。 L为了研究的方便，我们将双棱镜放大如下图所示：AABD在上图所示的光路图中，以BD所在的面为入射的界面，则A为入射角，为折射角，由折射定律可知：nsinA=sin其中n为双棱镜的折射率，=A+。所以有：nsinA=sin(A+) =sinAcos+cosAsin由于角A和都很小，所以sinAA,cos1,cosA1则上述的公式可以转化为：nA=sin+A由于很小，则sintan而tan=干涉的条纹数为N：L=NX(X为条纹的宽度)有以上的、可以推导得：(n-1)A=三、 用实验的方法来验证推导公式实验目的：通过双棱镜形成干涉条纹，然后再验证条纹数与双棱镜到缝光源之间的关系。实验器材：光具座、钠光灯、单缝、双棱镜、测微目镜等。实验的步骤： 调节缝的宽度和双棱镜到缝光源的距离，使之产生清晰的干涉条纹。 改变的大小，数出条纹的数目，然后记录数据。 然后再改变的大小，同样的数出条纹的数目，然后记录数据。四、 实验的记录实验中，记录的结果如下：N/(条)/(cm)24(43.35-26.85)=16.5024(41.98-26.85)=15.1324(40.50-26.85)=13.6524(37.65-26.85)=11.1524(35.65-26.85)=9.80实验中，记录的结果如下：N/(条)/(cm)40(48.98-26.85)=22.1338(46.55-26.85)=19.7032(43.55-26.85)=16.7026(40.05-26.85)=13.2020(36.05-26.85)=9.20五、实验分析及结果由上述的实验可以知道，当在中其它的条不变，改变了的大小时，发现条纹的数目并没有改变。由此可知，条纹的数目与无关。