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光速测量实验报告
光速测量实验报告
发布时间:1714030835 来源:
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光速测量实验报告
光拍法测量光速
【实验名称】光拍法测量光速
【实验目的】
1(
掌握光拍频法测量光速的原理和实验方法。
2(
通过测量光拍的波长和频率来确定光速。
【实验仪器】
CG-IV
型光速测定仪,示波器,数字频率计
【实验原理】根据振动叠加原理,频差较小,速度相同的两列同向传播的简谐
波叠加即形成拍。若有振幅相同为
E0
、圆频率分别为和
(
频差较小
的二光
束
: ,,,,,,,,1212
E,Ecos(,t,kx
,
, E,Ecos(,t,kx
,
, 1011120222
式中,为波数,和为初位相。若这两列光波的偏振方向相同,
k,2,/,k,2,/,,,112212
则叠加后的总场为
:
,,
,,
,,,,,,,,xx
,,,,
12121212EEEEtt ,
,
,2cos(,
,,
cos(,
,
120,,,,cc2222
,,,,上式是沿
x
轴方向的前进波,其圆频率为,振幅为
(,
,
,/212
,,,x,,
,,
12Et
,因为振幅以频率为周期性地变化,所以
E2cos(,
,
,f,,,/4,0,,c22
,,
被称为拍频波,称为拍频,为拍频波的波长。
,,,,,c/,f,f
实验通过实验装置获得两束光拍信号,在示波器上对两光拍信号的相位进行比
较,测出两光拍信号的光程差及相应光拍信号的频率,从而间接测出光速值。假设
两束光的光程差为
L
,对应的光拍信号的相位差为,当二光拍信号的相位差为
2π
时,即光程差为光拍波
,,'
,,
的波长时,示波器荧光屏上的二光束的波形就会完全重合。由公,,
c,,,,,f,L,2F
便可测得光速值
c
。式中
L
为光程差,
F
为功率信号发生器的振荡频
率。
【实验步骤】
1
,观察实验装置,打开光速测定仪,示波器,数字频率计电源
开关。
2
,调节高频信号源的输出频率
(15MHZ
左右
,使产生二级以上最强衍射光
斑。
3
,用斩光器挡住远程光,调节全反射镜和半反镜,使近程光沿光电二极管前
透镜的光轴入射到光电二极管的光敏面上,这时,示波器上应有与近程光束相应的
经分频的光拍波形出现。
4
,用斩光器挡住近程光,调节半反镜、全反镜和正交反
射镜组,经半反射镜与近程光同路入射到光电二极管的光敏面上,这时,示波器屏
上应有与远程光光束相应的经分频的光拍波形出现。
5
,示波器上这时有两列波出现,移动导轨上
A
的滑块,记下此时
A
的位置,
然后移动滑块
B
,让两列波完全重合,记下滑块
B
的位置。
6
,重复步骤
5
,然后再记下数据。
【实验数据与处理】
f=75.0035MHZ
(mm (mm
,,,,
D0D0AB
80.0 548.0 548.1 548.2 548.0 548.0
(mm (mm
,,,,
D2,D2,AB
420.0 209.1 208.8 209.0 209.3 208.8
,,,,,,,,,,,,
L,2
,
D2,,D0
,
2
,
D2,,D0BBAA
,,
D2,=(209.1+208.8+209.0+209.3+208.8 5=209.0mm ,B
,,
D0=(548.0+548.1+548.2+548.0+548.05=548.06mm ,B
1.88mm
,,,,
L,2
,
209.00,548.06
,
2
,
420.0,80.0,
68c==1.88
,,,
2
,
75.0035
,
10=m/s
,,
L
,
2F2.820
,
10
883.0
,
10,2.820
,
10,,=6.0% 83.0
,
10
本文来源:
https://www.2haoxitong.net/k/doc/3e7567f769ec0975f46527d3240c844769eaa0cb.html
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