光速測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告-5

光拍法測(cè)量光速【實(shí)驗(yàn)名稱】光拍法測(cè)量光速【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．掌握光拍頻法測(cè)量光速的原理和實(shí)驗(yàn)方法。2．通過(guò)測(cè)量光拍的波長(zhǎng)和頻率來(lái)確定光速?！緦?shí)驗(yàn)儀器】CG-IV型光速測(cè)定儀，示波器，數(shù)字頻率計(jì)【實(shí)驗(yàn)原理】根據(jù)振動(dòng)疊加原理，頻差較小，速度相同的兩列同向傳播的簡(jiǎn)諧波疊加即形成拍。若有振幅相同為E0、圓頻率分別為和（頻差較?。┑亩馐菏街?，為波數(shù)，和為初位相。若這兩列光波的偏振方向相同，則疊加后的總場(chǎng)為：上式是沿x軸方向的前進(jìn)波，其圓頻率為，振幅為，因?yàn)檎穹灶l率為周期性地變化，所以E被稱為拍頻波，稱為拍頻，為拍頻波的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置獲得兩束光拍信號(hào)，在示波器上對(duì)兩光拍信號(hào)的相位進(jìn)行比較，測(cè)出兩光拍信號(hào)的光程差及相應(yīng)光拍信號(hào)的頻率，從而間接測(cè)出光速值。假設(shè)兩束光的光程差為L(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的光拍信號(hào)的相位差為，當(dāng)二光拍信號(hào)的相位差為2π時(shí)，即光程差為光拍波的波長(zhǎng)時(shí)，示波器熒光屏上的二光束的波形就會(huì)完全重合。由公便可測(cè)得光速值c。式中L為光程差，F(xiàn)為功率信號(hào)發(fā)生器的振蕩頻率?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1，觀察實(shí)驗(yàn)裝置，打開(kāi)光速測(cè)定儀，示波器，數(shù)字頻率計(jì)電源開(kāi)關(guān)。2，調(diào)節(jié)高頻信號(hào)源的輸出頻率（15MHZ左右），使產(chǎn)生二級(jí)以上最強(qiáng)衍射光斑。

3，用斬光器擋住遠(yuǎn)程光，調(diào)節(jié)全反射鏡和半反鏡，使近程光沿光電二極管前透鏡的光軸入射到光電二極管的光敏面上，這時(shí)，示波器上應(yīng)有與近程光束相應(yīng)的經(jīng)分頻的光拍波形出現(xiàn)。4，用斬光器擋住近程光，調(diào)節(jié)半反鏡、全反鏡和正交反射鏡組，經(jīng)半反射鏡與近程光同路入射到光電二極管的光敏面上，這時(shí)，示波器屏上應(yīng)有與遠(yuǎn)程光光束相應(yīng)的經(jīng)分頻的光拍波形出現(xiàn)。5，示波器上這時(shí)有兩列波出現(xiàn)，移動(dòng)導(dǎo)軌上A的滑塊，記下此時(shí)A的位置，然后移動(dòng)滑塊B，讓兩列波完全重合，記下滑塊B的位置。6，重復(fù)步驟5，然后再記下數(shù)據(jù)?！緦?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理】f=75.0035MHZ（mm）（mm）80.0548.0548.1548.2548.0548.0（mm）（mm）420.0209.1208.8209.0209.3208.8=(209.1+208.8+209.0+209.3+208.8)5=209.0mm=（548.0+548.1+548.2+548.0+548.0）5=548.06mm1.88mmc===m/s=6.0%【小結(jié)與討論】調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程光是本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)只要把遠(yuǎn)程光調(diào)節(jié)好，實(shí)驗(yàn)也就成功了一半。調(diào)節(jié)時(shí)一定要循序漸進(jìn)，從光源開(kāi)始一步步的進(jìn)行，直