測光波波長的三種方法原理圖解

1、測光波波長的三種方法原理圖解第1頁，共10頁，2022年，5月20日，11點50分，星期四三、測量可見光的波長有哪些方法？試給出不少于三種方法的測量原理圖，說明各自的測量原理、方法、過程和測量精確度并加以對比。第2頁，共10頁，2022年，5月20日，11點50分，星期四實驗原理： 若以單色平行光垂直照射在光柵面上（圖1-1），則光束經光柵各縫衍射后將在透鏡的焦平面上疊加，形成一系列間距不同的明條紋（稱光譜線）。根據(jù)夫瑯和費衍射理論，衍射光譜中明條紋所對應的衍射角應滿足下列條件： 式中d=a+b稱為光柵常數(shù)（a為狹縫寬度，b為刻痕寬度，參見圖（1），k為光譜線的級數(shù)， 為k級明條紋的衍射角，

2、是入射光波長。該式稱為光柵方程。方法一 用透射光柵測定光波的波長第3頁，共10頁，2022年，5月20日，11點50分，星期四由光柵方程可看出，若已知光柵常數(shù)d，測出衍射明條紋的衍射角 ，即可求出光波的波長 。第4頁，共10頁，2022年，5月20日，11點50分，星期四方法二 邁克爾遜干涉儀光源S發(fā)出的光到達分光板后，被分成振幅（強度）幾乎相等的反射光（1）和透射光（2）。光束（1）向著 M1前進，光束（2）經過G2 后向著 M2前進，這兩束光分別在M1 和 M2上反射后逆著各自的入射方向返回，最后到達光屏E。由于這兩束光是來自同一光源S的同一束光，因此他們是兩列相干光束，在E處必有干涉圖樣

3、形成。 第5頁，共10頁，2022年，5月20日，11點50分，星期四由于光在分光板 的第二面反射，使 在 附近形成以平行與 的虛像 M2，因而光在邁克爾遜干涉儀中自 和 的反射就相當于M1 和 M2的反射。故邁克爾遜干涉儀產生的干涉等效于 M1和M2 所構成的虛光板產生的干涉，即相當于厚度為 的空氣薄膜所產生的干涉。第6頁，共10頁，2022年，5月20日，11點50分，星期四 因此，移動平面鏡 ，就會在觀察屏E上看到干涉圓環(huán)吞吐的現(xiàn)象，當 移動/2的距離，即 每改變/2的距離，就會在觀察屏上看到有一個圓環(huán)條紋從中心“吞入”或“吐出”，也就是說，每當“吞入”或“吐出”一個圓環(huán)條紋， 就移動了

4、半個波長，所以根據(jù)干涉圓環(huán)的吞吐就可以測量光源的波長，這也就是干涉儀測量長度或長度變化的理論依據(jù)。只要數(shù)出圓環(huán)“吞入”或“吐出”的數(shù)目N，并且記錄下 移動的距離x ，就可以計算出光源的波長，即： x =N = 第7頁，共10頁，2022年，5月20日，11點50分，星期四方法三 洛埃鏡法 實驗原理】： 由雙棱鏡干涉條件，光源發(fā)射的單色光經會聚透鏡后會聚于單縫S而成線光源，光從S發(fā)出經洛埃鏡后，形成一虛光源S2，該虛光源所發(fā)出的光滿足干涉條件，在交迭區(qū)內產生干涉，成為平行于狹縫的等間距干涉條紋，由此可得： 第8頁，共10頁，2022年，5月20日，11點50分，星期四其中： ：光源之波長。 ：干涉條紋的間距 d 實光源與虛光源S1、S2間距。 D ：虛光源（狹縫S）至觀察處之距離。 可由測微目鏡測量求出； D可由光具座標尺讀數(shù)讀出； d由對稱原理測出。