用法布里-珀羅(F-P)干涉儀測量鈉黃雙線的波長差

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上用法布里珀羅（F-P）干涉儀測量鈉黃雙線的波長差實驗報告實驗名稱：用法布里珀羅（F-P）干涉儀測量鈉黃雙線的波長差實驗日期 _溫度_壓力_ 同組者 _ 1、 實驗預(yù)習(xí)部分(實驗前完成，并檢查，教師簽名)1，實驗?zāi)康?1、 了解 F-P干涉儀的結(jié)構(gòu)，掌握調(diào)節(jié)與使用F-P干涉儀的方法；2、 用F-P干涉儀測定鈉黃雙線的波長差。2，實驗原理：法布里珀羅（F-P）干涉儀是根據(jù)平行平面板反射單色光的多光束疊加產(chǎn)生細(xì)窄明亮干涉條紋的基本原理制造的，如圖2所示，F(xiàn)-P干涉儀的主要部件是兩塊各有一面鍍高反射膜的玻璃板G1和G2，使鍍膜面相對，夾一層厚度均勻的空氣膜，利用這層空氣膜就能

2、夠產(chǎn)生多光束干涉現(xiàn)象。來自光源任一點的單色光以入射角q 照射到平行板上，這時透射光是許多透過平板的平行光束的疊加。任一對相鄰光束的光程差為 并且由計算得出，透射光束疊加后的光強式中R是反射率。這個結(jié)果表明，I' 隨d 改變而變化。并且，當(dāng)時I' 為極大值。當(dāng)時，I' 為極小值。3，實驗注意事項：1、 儀器輕拿輕放，防止碰撞和震動，以防止兩鏡面擦傷。2、 禁止用手觸及光學(xué)零件的透光表面。3、 轉(zhuǎn)動測微螺旋和調(diào)節(jié)螺絲時動作要輕，不要急促右斜向用力。4、 移動鈉燈時需一手持燈體一手托底座。5、 禁止調(diào)節(jié)F-P干涉儀后面一個鏡面。4，實驗儀器：反射鏡： f30mm, 平面度1/

3、20l移動鏡預(yù)置螺旋：最小分度值0.01mm，行程10mm測微螺旋精度：最小分度值0.01mm，估讀0.001mm測量精度 最小讀數(shù)值0.0005mm,行程1.25mm （20:1） 最小讀數(shù)值0.0002mm,行程0.5mm （50:1） 低壓鈉光源：20W5，實驗步驟：一、實驗準(zhǔn)備，觀察多光束干涉條紋1、 光學(xué)實驗平臺上，放置F-P干涉儀使其面向?qū)嶒炚撸瑑x器中心離實驗臺邊緣約40cm并將儀器的兩個磁性底座鎖緊。轉(zhuǎn)動預(yù)置螺旋，直到Gl和G2兩個鏡面相距約1mm （注意：切勿使兩鏡相碰）。2、 低壓鈉燈S安置在光路中的適當(dāng)位置，取下毛玻璃屏，插入燈窗擋板至鈉燈，通過燈窗擋板小孔的光束在兩個鏡面

4、之間反射形成一系列光點，需用鏡子的調(diào)節(jié)旋鈕消除鏡面間的傾斜角，使正對鏡面觀察時這些光點是重合的，表明兩鏡面已近乎平行。此時通過F-P干涉儀鏡面已可看見干涉條紋。3、 離FP干涉儀鏡面約10cm處放置f=45透鏡，離透鏡約20cm（兩底座之間）處放置小型顯微鏡。此時取下燈窗擋板，再在F-P干涉儀上插入毛玻璃屏FG形成面光源，就能夠從該系統(tǒng)（圖3）的軸向觀察到一系列明亮細(xì)銳的多光束干涉圓環(huán)。經(jīng)過更細(xì)致的調(diào)節(jié)，當(dāng)圓環(huán)很清晰且干涉環(huán)不隨眼睛的移動發(fā)生直徑大小的變化，表明兩個鏡面已經(jīng)嚴(yán)格平行了。圖3 觀察多光束干涉條紋二、測定鈉黃雙線的波長差 照亮毛玻璃屏FG的鈉燈發(fā)出的兩種波長的黃光各產(chǎn)生一套同心的圓

5、形干涉條紋。預(yù)置螺旋和透鏡不動，調(diào)節(jié)測微螺旋，在移動動鏡改變G1和G2距離（注意勿使兩鏡相碰）的過程中，可以發(fā)現(xiàn)，在某長度上，這兩套干涉環(huán)會重疊起來，此時干涉環(huán)看起來最為稀疏；而在另一長度上，一套干涉環(huán)恰好夾在另一套干涉環(huán)中間，此時干涉環(huán)看起來最為密集。仔細(xì)操作，可以相當(dāng)準(zhǔn)確地測定這一居中位置。 根據(jù)前面實驗原理，透射光的加強條件為若只考慮環(huán)系的中心處（cosq 1），當(dāng)一環(huán)系位于另一環(huán)系中間時則有 (1)其中l(wèi)1 l2。當(dāng)動鏡繼續(xù)移動，經(jīng)過二環(huán)系重合，再度居中時， (2)從(2)式減去(1)式，得到若l1 和 l2波長差很小，近于相等，則得(3)其中或可為二波長平均值的平方。對鈉黃雙線，可取

6、（5893nm）2。實驗時，轉(zhuǎn)動測微螺旋（適當(dāng)配合預(yù)置螺旋），先使G1和G2兩鏡逐漸靠近，直到幾乎接觸（但不可相碰），此時鈉黃光產(chǎn)生的兩個干涉環(huán)系實際上相重合。隨著動鏡逐漸移開，兩個環(huán)系也逐漸分開，直到一環(huán)系恰好位于另一環(huán)系中間時，記下測微螺旋讀數(shù)l，繼續(xù)移遠(yuǎn)動鏡，兩個環(huán)系經(jīng)過重合又分開，當(dāng)一環(huán)系再次恰好位于另一環(huán)系中間位置時，記下測微螺旋讀數(shù)2（如圖4）。兩環(huán)互相居中測量D1兩環(huán)相互靠近兩環(huán)再次居中測量D2圖4 讀數(shù)示意圖因?qū)嶒灉y得微螺旋讀數(shù)（2l）是與玻璃板G1和G2距離（d2dl）之比為K=20:1（50:1），因此在處理數(shù)據(jù)時公式(3)中的（d2dl）（2l）K，代入公式經(jīng)計算，即可得鈉黃雙線波長差。本實驗宜進(jìn)行多次測量取平均值。圖5 實驗光路圖在光路中加入一個小型顯微鏡M，對觀測工作更有利（如圖5）。它將干涉圓環(huán)經(jīng)過透鏡L成的實像放大成虛像。 老師簽字：二，