光拍频法测量光的速度实验报告

嘉应学院物理学院近代物理实验实验陈述实验项目：光拍频法测量光的速度实验地点：班级：姓名：座号：实验时间：年代日一、实验目的：认识声光效应的应用.掌握光拍法测量光速的原理与方法.二、实验仪器和器具：

成就之邯郸勺丸创作创作时间：二零二一年六月三十天评定教师署名GSY─IV型光速测定仪,XJ17型通用示波器,E324型数字频次计等.三、实验原理：依据振动振动迭加原理,两列速度同样,振面和传播方向相同,频差又较小的简谐波迭加形成拍.假定有两列振幅同样（不过为了简化议论）,角频次分别为1和2的简谐波沿方向传k122布.E1E0cos(1k1)E2E0cos(2k1、k22)式中2称为波数,1和2为初位相,这两列简谐波迭加后得创作时间：二零二一年六月三十天12x1212x12EE1E2=2E0cos2tc2?cos2tc212式中可见,E是以角频次为2,振幅为2E0cos12tx12的行进波.注意到其振幅是以角频次2c2122随时间作周期性迟缓改动,所以称E为拍频波.光拍信号的位相与空间地点相关.处在分歧空间地点的光电检测器,在同一时刻有分歧位相的光电流输出.假定空间两点A、B(见图4—5)的光程差为/对应的光拍,信号的位相差/,即?//c2f/光拍信号的同位相诸点的位相差?//c2f/则cf//n

/c(4—14)知足以下关系/c2n(4—15)式中,当取相邻两同位相点n1,恰巧是同位相点的光程差,即光拍频波的波长.进而有c/f或cf(4—16)所以,实验中只需测出光拍波的波长（光程差）和拍频f（f2f,f为超声波频次）,依据（4-16）式可求得光速c值.四、实验步伐：本实验利用声光调调制测量He─Ne激光(=632.8nm)在空气中的创作时间：二零二一年六月三十天创作时间：二零二一年六月三十天传播速度c.并求测量标准偏差c.与公认值比力,求百分偏差.1、实验装置的调试按图5-36-4（b）联接好所用仪器的线路,高频信号源的信号输出端接频次计FA,打开频次计开关,频次旋钮置于100Hz,扫频时间置于,打开高频（超声波）信号源,分频器y轴输出端接示波器的y轴输入端,x轴输出端接示器x外触发(或EXT).接通激光光源的开关,调理工作电流至4~5mA(或小于4mA),以最大年夜激光光强输出为准,预热15分钟,使激光输出稳固,并调理激光束与装置导轨平行.(3)打开示波器电源开关,y轴增幅旋至2V/diV,x轴扫描时间旋至,示波器右下四个旋钮分别置于：自动、+、内、AC.(4)接通稳压电源开关,直流电压为+15V(红灯亮),电源正常供电.仔细调理超声波频次,调理①①②②激光束经过声光介质并与驻声场充足相互作用（经过调理频移器底座上的螺丝达成）,节高频信号源频次微调旋钮射光斑.

(a)同相(b)有位相差图5-36-5调使之发生二级以上最强的衍调理光阑,用光阑选用所需的（零级或一级）光束,调理M0、M1方向,使①②路光都能按预约要求的光路进行.创作时间：二零二一年六月三十天创作时间：二零二一年六月三十天(6)(7)(8)

按图5-36-4（a）中的光路,调理各全反射镜、半反射镜调节架,使二光束均垂直入射到接收头窗口,并注意使全反射镜和半反射镜处于同一高度,以保证光速经过频频反射后仍处于同一水平面上.挨次用斩光器分别遮住②路或①路光束,调理①路或②路光束使经其各自光路后分别射入光敏接收器,调理光敏接收器方向,使示波器荧光屏上能分别显示出它们清楚正弦波,正弦波有位相改动.调理出射光束与光探测器光敏面的相对地点,使得两束光发生的正弦波形幅度相等.当两束程差为拍频波的波长时,两波形完整重合,如图5-36-5（a）所示,不然有位相差；见图5-36-5(b)所示.前后挪动滑动平板,调理两路光的光程差,使示波器上两正弦波形完整重合（位相差为2）,此时两路的光程差L即为拍频波长.2、测量拍频的波长.用米尺测量两光束的光程差L,拍频f2F,此中F为超声波频率,由数字频次计读出.精准测定功率信号源的频次F,频频进行频频,并记录测量数据,依据公式：c2FL计算He-Ne激光在空气中的传播速度c,并计算标准偏差,并将实验值与公认值相比力进行