光拍的傳播與光速測量課件

1、光拍的傳播與光速測量近代物理實驗（1）物理科學與技術學院 近代物理實驗室 光速是物理學中一個具有代表性的基本常數(shù)。許多物理概念和物理量都與它有密切的聯(lián)系。長期以來對光速的測量一直是物理學家十分重視的課題。無論是那一個時代，幾乎都動員了最先進的科學技術對光速進行測量。尤其近幾十年來天文測量、地球物理、空間技術的發(fā)展以及計量工作的需要，使得光速的精確測量已變得越來越重要。光的偏轉和調(diào)制，則為光速測量開辟了新的前景，并已成為當代光通信和光計算機技術的中心課題。 背景介紹 常用光速測量方法：微波諧振腔法、激光測速法、Kerr盒調(diào)制光強法、光譜學法和微波干涉儀法。 光速測量歷史1. 1676年，丹麥物理

2、學家羅默（Romer）第一個測出光的速度。2. 1849年，法國物理學家索菲利用旋轉齒輪法在地面上第一次測出光為 3.13111108m/s3. 1850年，法國物理學家傅科利用旋轉鏡法首次在實驗室測出光速為 2.98108m/s4. 1941年，美國安德森（H.L.Andreson)用克爾盒調(diào)制法，測出光速為 2.99776108m/s5. 1966年，Karolus和Helmberger用聲光移頻法，測得光速為（299， 792.470.25）103m/s6. 1975年第十五屆國際計量大會確認光速值為299792458 1.2 m/s實驗目的1.了解聲光頻移法獲得光拍的方法。2.掌握光拍

3、法測光速的原理和實驗方法。3.熟練掌握用光速測定儀測量光速的技術。光拍的傳播與光速測量實驗儀器CG型光速測定儀；GOS620示波器VC3165型智能頻率計 偏振方向相同的兩列波疊加后，可得該式表示圓頻率為 ，振幅為 的沿X軸傳播的電磁波。其振幅以 f 作周期性地變化，所以被稱為拍頻波。拍頻波場在某一時刻t的空間分布 實驗原理實驗原理 光拍信號的位相與空間位置有關，設空間某兩點之間的光程差 L，該兩點的光拍信號位相差為 利用斬光器將光分為兩路，使其通過不同的光程后入射到同一探測器，則該探測器輸出的兩個光拍信號的位相差與光程差之間的關系仍由上式確定，當=2時，L= ，則光速為實驗原理 激光通過超聲光柵后，衍射光的圓頻率與超聲波的圓頻率有關，第 n 級衍射光的圓頻率與超聲波頻率 F 之間滿足可見，在同一級衍射條紋內(nèi)存在許多不同頻率的光波，因此用同一級衍射光就可以獲得拍頻光。實驗中選取n=0，m=0，-1的兩種頻率迭加，獲得拍頻為2F (=f )的拍頻光。則光速c為：超聲波頻率F由頻率計直接讀出。CG型光速儀光路圖光速測量實驗 實物圖預習思考題1.光拍是如何形成的，它有什么特點？2.獲得光拍頻波的兩種方法是什么？本實驗中采用了那種方法獲得光拍頻波？3.如何測量光拍的波長？4.斬光器的作用是什么？5.使示波器上出現(xiàn)的兩個正弦信號幅度相同，