實(shí)驗(yàn)1FP干涉儀實(shí)驗(yàn)課件

1、物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)一、F-P干涉儀測量鈉黃雙線波長差1實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私?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；用F-P干涉儀測定鈉黃雙鈉線的波長差。 實(shí)驗(yàn)儀器和裝置F-P干涉儀、測微目鏡、 凸透鏡、 低壓鈉燈、毛玻璃、燈窗擋板2F-P干涉儀的應(yīng)用 F-P干涉儀在光學(xué)中一直起著重要的作用。它始終是波長的精密測量、光譜線精細(xì)結(jié)構(gòu)的研究以及長度計量的有效工具，同時它還是激光共振腔的基本構(gòu)型。3 實(shí)驗(yàn)原理單色光薄膜干涉原理 =2ndcos : 單色光的入射角d : G1和G2之間的距離n: 介質(zhì)折射率（空氣，n=1） 單色點(diǎn)光源以入射角 照射到平行板上，透射光是許多透過平板的平行光束的疊加，相鄰

2、光束的光程差透射光的加強(qiáng)條件為：=mm : 干涉條紋的級數(shù) : 入射光的波長4實(shí)驗(yàn)原理入射角 由公式 =2ndcos，當(dāng)d一定時，所有入射角為 的入射光，其形成的干涉條紋為一圓環(huán)，所有的 形成一系列圓環(huán)干涉條紋。干涉形成明暗相間的圓環(huán) 思考：如何使入射角多樣化？5兩玻璃板平行問題 要達(dá)到薄膜干涉條件，必須使兩玻璃板嚴(yán)格平行。當(dāng)不平行時，入射角為 的入射光，在兩玻璃板間多次反射，相當(dāng)于多個點(diǎn)光源以不同角度入射。 當(dāng)入射光是點(diǎn)光源時，可以根據(jù)出射光在接受屏上的圖象來判斷兩玻璃板是否平行。思考：如何調(diào)節(jié)和判斷兩玻璃板平行？實(shí)驗(yàn)原理6 實(shí)驗(yàn)原理兩玻璃板間距離 由公式 =2ndcos=m，對于某一入射角

3、 產(chǎn)生的的干涉條紋，當(dāng)d改變時，其干涉條紋的級數(shù)也會發(fā)生變化。 d初始值取1mm左右。7 轉(zhuǎn)動預(yù)置螺旋，目測Gl和G2兩個鏡面相距約1mm 。 加入燈窗擋板，將光源變?yōu)辄c(diǎn)光源調(diào)節(jié)鏡面平行 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、調(diào)節(jié)F-P干涉儀調(diào)節(jié)過程中切勿使兩鏡相碰。水平調(diào)節(jié)垂直調(diào)節(jié)8取下燈窗擋板，插入毛玻璃片形成面光源，通過小型顯微鏡觀察干涉條紋。形成放大的像 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、觀察多光束干涉條紋調(diào)節(jié)過程中切勿使兩鏡相碰。不要調(diào)節(jié)F-P干涉儀后面一個鏡面，以免影響觀察現(xiàn)象。9 從該系統(tǒng)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)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。邁克爾遜

4、干涉儀產(chǎn)生的干涉條紋法布里玻羅干涉儀產(chǎn)生的干涉條紋103、測定鈉黃雙線的波長差其中 可為 二波長平均值的平方。對鈉黃雙線，可?。?893nm)2 根據(jù)原理推導(dǎo)：鈉雙黃線的波長差用以下公式計算： （1）鈉燈發(fā)出的兩種波長的黃光各產(chǎn)生一套同心的圓形干涉條紋。11 （2）在移動動鏡改變G1和G2距離的過程中，可以發(fā)現(xiàn)，在某長度上，這兩套干涉環(huán)會重疊起來，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。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。重復(fù)三次。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 注意：由于實(shí)驗(yàn)測得的D1、D2并不是真正G1、G2距離。 實(shí)際上d2-d1=(D2-D1)/K; K=20或5012代入公式計算出鈉雙線波長差：D1D2D2-D1d2-d1第一組第二組第三組平均值| d2-d1| 數(shù)據(jù)記錄及處理131、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。 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)141