光拍法测光速实验实验报告精要.pdf

2014年近代物理实验 实 验 报 告 实验名称： 光拍法测光速实验 小组成员： 指导老师： 完成时间： 2014.11.17 1 实验目的 （1）理解光拍频的概念。 （2）掌握光拍法测光速的技术。 2 实验仪器 CG-V光速测定仪、示波器、卷 3 实验原理 3.1 光拍的产生和特征 根据振动迭加原理，频差较小，速度相同的二同向传播的简谐波相迭加即形 成拍。考虑频率分别为f1和f2 （频差△f=f-f 较小）的光束 （为简化讨论，我 1 2 们假定它们具有相同的振幅）： E Ecos(tkx ) 1 1 1 1 E Ecos( tk x )2 2 2 2 它们的迭加   x      x    1 2   1 2 1 2   1 2 E E E 2Ecoss 1 2 t  cos t       2  c 2   2  c 2      x    1 2 1 2   1 2 是角频率为 ，振幅为2Ecos t  的前进波。注意到Es 2  2  c 2    的振幅以频率 1 2 周期地变化，所以我们称它为拍频波， 就是拍频， f  f 2 c  为拍频波的波长，如图1所示： f 图1 光拍频的形成 3.2 光拍信号的检测 我们用光电检测器接收这个拍频波。因为光检测器的光敏面上光照反应所产 生的光电流系光强（即电场强度的平方）所引起，故光电流为 i gE2 0 s 为接收器的光电转换常数。因光波的频率 14 ，而光电接收管的光 g f 10 Hz0 敏面响应频率一般小于10Hz9 ，所以检测器所产生的光电流都只能是在响应时间  1 1    内的平均值。注意到 的展开式中高频项的积分为零，常数项和i f0 f  差频的时间积分即为它们自身。于是 1 1 2 2   