光拍的传播与光速测量ppt课件

1、近代物理实验近代物理实验1 光速是物理学中一个具有代表性的根本常数。许多物理概念和光速是物理学中一个具有代表性的根本常数。许多物理概念和物理量都与它有亲密的联络。长期以来对光速的丈量不断是物理学物理量都与它有亲密的联络。长期以来对光速的丈量不断是物理学家非常注重的课题。无论是那一个时代，几乎都发动了最先进的科家非常注重的课题。无论是那一个时代，几乎都发动了最先进的科学技术对光速进展丈量。尤其近几十年来天文丈量、地球物理、空学技术对光速进展丈量。尤其近几十年来天文丈量、地球物理、空间技术的开展以及计量任务的需求，使得光速的准确丈量已变得越间技术的开展以及计量任务的需求，使得光速的准确丈量已变得越

2、来越重要。光的偏转和调制，那么为光速丈量开辟了新的前景，并来越重要。光的偏转和调制，那么为光速丈量开辟了新的前景，并已成为当代光通讯和光计算机技术的中心课题。已成为当代光通讯和光计算机技术的中心课题。 背景引见 常用光速丈量方法：微波谐振腔法、激光测速法、常用光速丈量方法：微波谐振腔法、激光测速法、KerrKerr盒调制光强法、光谱学法和微波干涉仪法。盒调制光强法、光谱学法和微波干涉仪法。 光速丈量历史1. 1676年，丹麦物理学家罗默Romer第一个测出光的速度。2. 1849年，法国物理学家索菲利用旋转齿轮法在地面上第一次测出光为 3.13111108m/s3. 1850年，法国物理学家傅

3、科利用旋转镜法初次在实验室测出光速为 2.98108m/s4. 1941年，美国安德森H.L.Andreson)用克尔盒调制法，测出光速为 2.99776108m/s5. 1966年，Karolus和Helmberger用声光移频法，测得光速为299， 792.470.25103m/s6. 1975年第十五届国际计量大会确认光速值为299792458 1.2 m/sp实验目的1.了解声光频移法获得光拍的方法。2.掌握光拍法测光速的原理和实验方法。3.熟练掌握用光速测定仪丈量光速的技术。p实验仪器CG型光速测定仪；GOS620示波器VC3165型智能频率计 实验原理实验原理 根据振动迭加原理，两

4、列速度一样、振面一样、频差较小而同向传播的简谐波的叠加即构成拍。 设有两列振幅E一样频率分别为f1和f2频差f= f1 f2较小的两光束： 式中， 为波数， 和 分别为两列波在坐标原点的初位相。 11/2k22/2k12 11101cos xktEE 22202cos xktEE偏振方向一样的两列波叠加后，可得212121211202coscos2222xxEEEEttcc221 22cos2120 cxtE2212f该式表示圆频率为 ，振幅为 的沿X轴传播的电磁波。其振幅以 f 作周期性地变化，所以被称为拍频波。拍频波波长拍频波场在某一时辰t的空间分布 实验原理实验原理实验原理实验原理 光拍

5、信号的位相与空间位置有关，设空间某两点之间的光程差 L，该两点的光拍信号位相差为 cLfcL 2 利用斩光器将光分为两路，使其经过不同的光程后入射到同一探测器，那么该探测器输出的两个光拍信号的位相差与光程差之间的关系仍由上式确定，当=2时，L= ，那么光速为 fc实验原理实验原理 为了产生光拍频波，要求相叠加的两光波具有一定的频为了产生光拍频波，要求相叠加的两光波具有一定的频差，这可经过超声与光波的相互作用来实现。详细方法有两差，这可经过超声与光波的相互作用来实现。详细方法有两种，一种是行波法，另一种是驻波法。种，一种是行波法，另一种是驻波法。实验原理实验原理 激光经过超声光栅后，衍射光的圆频率与超声波的圆频率有关，第 n 级衍射光的圆频率与超声波频率 F 之间满足 Fmnmn 220, 可见，在同一级衍射条纹内存在许多不同频率的光波，因此用同一级衍射光就可以获得拍频光。实验中选取n=0，m=0，-1的两种频率迭加，获得拍频为2F (=f )的拍频光。那么光速c为：2cF超声波频率F由频率计直接读出。1.光拍是如何构成的，它有什么特点？2.获得光拍频波的两种方法是什么？本实验中采用了那种方法获得光拍频波？3.如何丈量光拍的波长？4.斩光