实验17菲涅耳双棱镜干涉测波长 利用菲涅耳双棱镜可以获得两束相干光以实现光的干涉。双棱镜实验和双平面反射镜 实验及洛埃镜实验一起，在确立光的波动学说的历史过程中起了重要作用。同时它也是一 种用简单仪器测量光波波长的主要元件。 双棱镜是利用分波阵面法获得相干光的光学元件，本实验用双棱镜实验装置测单色光 的波长。 实验目的和学习要求 1,学习用双棱镜干涉测量单色光波长的原理和方法： 2.进一步掌握光学系统的共轴调整： 3.学会测微目镜的使用： 4练习逐差法处理数据和计算不确定度。 实验原理 如果两列光波其频率相同，振动方向相同，相位相同或位相差恒定，且振幅差别不太 悬殊的情况下， 它们在空间相遇时叠加的结果， 将使 间各点的光振幅有大有小 ,随地 异，形成光的能量在空间的重新分布。这种在空间一定处光强度的稳定加强或减弱的现等 称为光的干涉。获得相干光源，依其原理不同可分为分振幅法和分波阵面法，牛顿环和劈 尖干涉是分振幅的干涉，双棱镜是利用分波阵面法而获得相干光源的。 菲涅耳双特諳可可以看作是由两块底面相接、棱角很小（约为1。）的直角横諳合成的 若置波长为的单色狭条光源S。 双棱镜的正前方，则从S射来的光束通过双棱镜的折射 后，变为两束相重叠的光，这两束光仿佛是从光源 0的 个虚像S1 和S2射出的一样。由 于S和S2是两个相干光源，所以若在两束光相重叠的区域内再放一屏，即可观察到明暗相 间的干涉条纹。（如图171）因为干涉场范围比较窄，干涉条纹的间距也很小，所以一般要 用测量显微镜或测微目镜来观察。 图171双棱镜干涉光路 现在讨论屏上干涉条纹的分布情况，分别从相干光源S和S发出来的光相遇时，若它 们之间的光程差δ恰等于半波长(22)的奇数倍，则两光波叠加后为光强极小值：若δ恰 等于波长入的整数倍，两光波叠加后得光强极大值。即 暗纹条件 8=(2-1)元/2 =±12，… (17-1) 明纹条件 6=2 =0,士1、土2，*“ (17-2) 如图(17-2)所示，设S1和S2是双棱镜所产生的两相干虚光源，其间距为，屏幕到 S1S2平面的距离为D,若屏上的Po点到S1和S2的距离相等，则S1和S2发出的光波到Po 的光程也相等，因而在P点相互加强而形成中央明条纹。 实验 17 菲涅耳双棱镜干涉测波长 利用菲涅耳双棱镜可以获得两束相干光以实现光的干涉。双棱镜实验和双平面反射镜 实验及洛埃镜实验一起，在确立光的波动学说的历史过程中起了重要作用。同时它也是一 种用简单仪器测量光波波长的主要元件。 双棱镜是利用分波阵面法获得相干光的光学元件，本实验用双棱镜实验装置测单色光 的波长。 实验目的和学习要求 1. 学习用双棱镜干涉测量单色光波长的原理和方法； 2. 进一步掌握光学系统的共轴调整； 3. 学会测微目镜的使用； 4. 练习逐差法处理数据和计算不确定度。 实验原理 如果两列光波其频率相同，振动方向相同，相位相同或位相差恒定，且振幅差别不太 悬殊的情况下，它们在空间相遇时叠加的结果，将使空间各点的光振幅有大有小，随地而 异，形成光的能量在空间的重新分布。这种在空间一定处光强度的稳定加强或减弱的现象 称为光的干涉。获得相干光源，依其原理不同可分为分振幅法和分波阵面法，牛顿环和劈 尖干涉是分振幅的干涉，双棱镜是利用分波阵面法而获得相干光源的。 菲涅耳双棱镜可以看作是由两块底面相接、棱角很小（约为 1°）的直角棱镜合成的。 若置波长为  的单色狭条光源 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内再放一屏，即可观察到明暗相 间的干涉条纹。（如图 17-1）因为干涉场范围比较窄，干涉条纹的间距也很小，所以一般要 用测量显微镜或测微目镜来观察。 现在讨论屏上干涉条纹的分布情况，分别从相干光源S1 和 S2 发出来的光相遇时，若它 们之间的光程差  恰等于半波长（/2）的奇数倍，则两光波叠加后为光强极小值；若  恰 等于波长  的整数倍，两光波叠加后得光强极大值。即 暗纹条件  = （2 －1） / 2 =  1, 2 ,…… （17-1） 明纹条件  =  = 0 ,  1, 2 , … … （17-2） 如图（17-2）所示，设 S1 和 S2 是双棱镜所产生的两相干虚光源，其间距为 ，屏幕到 S1S2 平面的距离为 D，若屏上的 P0 点到 S1 和 S2 的距离相等，则 S1 和 S2 发出的光波到 P0 的光程也相等，因而在 P0 点相互加强而形成中央明条纹。 图 17-1 双棱镜干涉光路