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光速测量实验报告

发布时间：2020-08-06 来源：文档文库

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光速测量实验报告
实验目的：
1. 了解和掌握光调制的基本原理和技术
2. 学习和使用示波器测量同频正弦方波信号相位差的方法 3. 测量光在空气中的速度实验仪器：
激光器、信号发生器、光接收器、示波器、反射镜等实验原理
相位φ=κ*d，其中φ为相位差，κ为波数，d为光程差。实验采用平面镜改变光程差d,实验中可以通过测量平面镜之间的距离来确定光程差d。信号发生器为直流方波输出，则激光器发出激光脉冲。激光接收器收到激光信号后输出基频信号，且输出的信号为一正弦波，前后移动平面反射镜的距离，并测出移动的距离进而测出光程差Δd,由于光程差的改变，则信号反射光的信号的相位发生变化，由示波器上可以确定时间t1和t2，计算出时间差Δt=∣t1-t2∣，所以光速c=Δd/Δt。下面是测量图：
示波器
激光接收器
平面反射镜
信号发生器激光器
Δd
实验内容
1. 预习实验的内容，了解实验的目的，理解实验的原理，思考应当怎样把实验做好，实验过程中都要做什么，同时，复习一下示波器一些基本的使用和各个按键的功能。为实验做好准备工作。
2. 实验前，认真读完实验仪器的操作说明，了解实验仪器的基本结构，以及实验仪器各部分在实验中的功能和作用，分析实验中应该怎样正确的使用仪器，进入实验状态。
3. 在对实验分析的基础上，正确的连接线，把实验仪器连接摆放好 4. 调试实验仪器，由于如果反射镜离的太远，不利于实验中对实验仪器的调试，因此，在调试仪器阶段应当使反射镜离激光器近。同时，反射镜，激光器，信号接收器应该保持在同一水平面上。由信号发生器发出一矩形方波，作用在激光器上使激光器发出光脉冲，由反射镜反射的信号由接收器转换成正弦波，把正弦波与方波同时输入示波器，由于方波是很稳定的不随反射镜位置的变化，把触发信号选择成方波。
5. 选择合适的反射镜位置作为基点，然后移动反射镜的位置，测量实验数据Δd和Δt，处理实验数据，可以用线性来求。

6. 整理实验仪器实验数据
△t/ns s/m 18 5.4 21 6 23 6.6 24 7.2 26 7.8 28 8.4 30 9 34 9.6 35 10.2 35 10.8 38 11.4 40 12 42 12.6 44 13.2 46 13.8 48 14.4 50 15 53 15.6 54 16.2 58 16.8 58 17.4 60 18 62 18.6 64 19.2 67 19.8 68 20.4 70 21 72 21.6 74 22.2 75 22.8 78 23.4 83 24 86 24.6 88 25.2 92 25.8 94 26.4 96 27 98 27.6 101 28.2 102 28.8

102 106 108 110 112 115 116 118 121 123 124 126 128 130 29.4 30 30.6 31.2 31.8 32.4 33 33.6 34.2 34.8 35.4 36 36.6 37.2
绘图如上所示，则可得光速c=2.77*相对误差为d=(3.0*实验结论：
（1）实验测出的实验室光速为c=2.77*m/s，与光在真空中的速度的相对误m/s
/ 3.0*=7.6%
差为7.6%
（2）实验误差分析：实验中数据与真实值有一定的误差，实验误差主要来源与
：实验仪器的精度造成实验数据测量的误差，以及在读数时也会造成一定的误差；杂散光源的影响，当反射镜的距离远时，激光反射的强度将减弱，这是杂散光源的强度与激光器的强度的比例减小，这样，由信号接受器中接受的信号就有一部分干扰信号，使示波器中的正弦波不是很稳定

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/2afe10850a1c59eef8c75fbfc77da26924c596eb.html