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文档简介

成绩评定成绩评定签名嘉应学院物理学院近代物理试验试验报告光拍频法测量光的速度:班 姓 名:座 号:试验时间: 年 月 日试验预习局部一、试验目的:了解声光效应的应用。把握光拍法测量光速的原理与方法。二、试验仪器和用具:GSY─IV型光速测定仪,XJ17型通用示波器,E324型数字频率计等。三、试验原理:加形成拍。假设有两列振幅一样〔只是为了简化争论,角频率分别为 和 的简谐波沿方1 2E

E

k)E

E cos(

k

)式中k2、k 2称1 0

1 2 0

2 1 2 1 2为波数, 和为初位相,这两列简谐波迭加后得1 2EE

E=

x

x 1 2 2Ecos0

1 2t 12 c 2

2cos 12

2t c

12 2 是以角频率为

x

的前进波。1 22

2Ecos 10

2t 1 2 c 2 留意到其振幅是以角频率

12 2随时间作周期性缓慢变化,所以称E为拍频波。位相的光电流输出。假设空间两点A、B(4—5)的光程差为/,对应的光拍信号的位相差/,即//c2f//c (4—14)光拍信号的同位相诸点的位相差 满足以下关系//c2f//c2n (4—15)则cf//n式中,当取相邻两同位相点n1,恰好是同位相点的光程差,即光拍频波的波长。从而有c/f或cf (4—16)因此,试验中只要测出光拍波的波长〔光程差 〕和拍频f〔f2f,f为超声波频率,依据4-1〕式可求得光速c值。2试验预习局部四、试验步骤:He─Ne激光=632.8nm)c。并求测量标准偏差c。与公认值比较,求百分误差。1、试验装置的调试A5-36-4〔b〕联接好所用仪器的线路,高频信号源的信号输出端接频率计F,翻开频率计开关,频率旋钮置于100Hz,扫频时间置于0.01s,翻开高频〔超声波〕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)。A4~5mA(4mA),以最大激光光强输出15分钟,使激光输出稳定,并调整激光束与装置导轨平行。y轴增幅旋至2V/dix轴扫描时间旋至0.5μs/i右下四个旋钮分别置于:自动、+AC。接通稳压电源开关,直流电压为+15V(红灯亮),电源正常供电。细心调整超声波频率,调整激光束通过声光介质并与驻声场充①②分相互作用〔通过调整频移器底座上的螺丝完成①②〔零级或一级〕光束,调整M、M方位,使①②路光都能0 1按预定要求的光路进展。(a)同相 (b)有位相差半反射镜调整架,使二光束均垂直入射到接收头窗口,并留意使全反射镜和半反射镜处于同一高度,以保证光速通过屡次反射后仍处于同一水平面上。

5-36-5①②①②时,两波形完全重5-36-5〔a〕5-36-5(b)所示。前后移动滑动平板,调整两路光的光程差,使示波器上两正弦波形完全重合〔位相差为,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,其中F为超声波频率,由数字频率计读c2FL计算He-Ne激光在空气中的传播速度c,并计算标准偏差,并将试验值与公认值相比较进行

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