实验1、F-P干涉仪实验重点.ppt

实验目的 了解 F-P干涉仪的结构，掌握调节与使用F-P干涉仪的方法； 用F-P干涉仪测定钠黄双钠线的波长差。 F-P干涉仪的应用 F-P干涉仪在光学中一直起着重要的作用。它始终是波长的精密测量、光谱线精细结构的研究以及长度计量的有效工具，同时它还是激光共振腔的基本构型。 实验原理 实验原理 实验原理 实验原理 实验内容 调节镜面平行 实验内容 取下灯窗挡板，插入毛玻璃片形成面光源，通过小型显微镜观察干涉条纹。 从该系统的轴向观察到一系列明亮细锐的多光束干涉圆环。经过更细致的调节，当干涉环不随眼睛的移动发生直径大小的变化，表明两个镜面已经严格平行了。 3、测定钠黄双线的波长差 （2）在移动动镜改变G1和G2距离的过程中，可以发现，在某长度上，这两套干涉环会重叠起来，而在另一长度上，一套干涉环恰好夹在另一套干涉环中间。随着动镜逐渐移开，两个环系也逐渐分开，直到一环系恰好位于另一环系中间时，记下测微螺旋读数Ｄl，继续移远动镜，两个环系经过重合又分开，当一环系再次恰好位于另一环系中间位置时，记下测微螺旋读数Ｄ2。重复三次。 数据记录及处理 代入公式计算出钠双线波长差： 实验注意事项 1、仪器轻拿轻放，防止碰撞和震动，以防止两镜面擦伤。 2、禁止用手触及光学零件的透光表面。 3、转动测微螺旋和调节螺丝时动作要轻，不要急促右斜向用力。 4、移动钠灯时需一手持灯体一手托底座。 5、禁止调节F-P干涉仪后面一个镜面。 思考题 1、法布里——玻罗干涉仪与迈克尔逊干涉仪干涉图样有什么样不同？哪个的精度更高些？为什么？ 2、为什么选择一套干涉环恰好夹在另一套干涉环中间时记录数据？ * * 实验一、F-P干涉仪测量钠黄双线波长差 实验仪器和装置 F-P干涉仪、测微目镜、 凸透镜、 低压钠灯、毛玻璃、灯窗挡板 ——单色光薄膜干涉原理 ? =2ndcos? ? : 单色光的入射角 d : G1和G2之间的距离 n: 介质折射率（空气，n=1） 单色点光源以入射角? 照射到平行板上，透射光是许多透过平板的平行光束的叠加，相邻光束的光程差 透射光的加强条件为： =mλ m : 干涉条纹的级数 λ : 入射光的波长 ——入射角 由公式? =2ndcos?，当d一定时，所有入射角为? 的入射光，其形成的干涉条纹为一圆环，所有的? 形成一系列圆环干涉条纹。 干涉形成明暗相间的圆环 思考：如何使入射角多样化？ ——两玻璃板平行问题 要达到薄膜干涉条件，必须使两玻璃板严格平行。当不平行时，入射角为? 的入射光，在两玻璃板间多次反射，相当于多个点光源以不同角度入射。 当入射光是点光源时，可以根据出射光在接受屏上的图象来判断两玻璃板是否平行。 思考：如何调节和判断两玻璃板平行？ ——两玻璃板间距离 由公式? =2ndcos?=mλ，对于某一入射角? 产生的的干涉条纹，当d改变时，其干涉条纹的级数也会发生变化。 d初始值取1mm左右。 转动预置螺旋，目测Gl和G2两个镜面相距约1mm 。 加入灯窗挡板， 将光源变为点光源 1、调节F-P干涉仪 调节过程中切勿使两镜相碰。 水平调节 垂 直 调 节 形成放大的像 2、观察多光束干涉条纹 调节过程中切勿使两镜相碰。不要调节F-P干涉仪后面一个镜面，以免影响观察现象。 迈克尔逊干涉仪 产生的干涉条纹 法布里玻罗干涉仪 产生的干涉条纹 其中 可为 二波长平均值的平方。对钠黄双线，可取（589．3nm)2 根据原理推导：钠双黄线的波长差用以下公式计算： （1）钠灯发出的两种波长的黄光各产生一套同心的圆形干涉条纹。 两环互相居中测量D1 两环相互靠近 两环再次居中测量D2 注意：由于实验测得的D1、D2并不是真正G1、G2距离。 实际上d2-d1=(D2-D1)/K; K=20或50 平均值| d2-d1| 第三组 第二组 第一组 d2-d1 D2-D1 D2 D1 * *