差频相位法测光速的数据处理分析.pdfVIP

· 12· 实验科学与技术 2007年12月 差频相位法测光速的数据处理分析 孙世志” (大连理工大学物理系，辽宁 大连 116023) 摘要：利用调制波测量光速的关键在于测量调制波的波长，实验中采用相位差法测调制波的波长。通过对实验数据的处理 分析，可知调制波的频率对测量误差基本上没有影响，测量误差主要是来源于波长的测量误差。 关 键 词：差频；相位法；光速；数据处理 中图分类号：0432．2 文献标识码：B 文章编号：1672—4550(2007)06—0012—03 Data Processing Analysis of the Light Speed Measurement SUN Shi—zhi (Fundamental Physics Experiment Center，Delian University of Technology，Delian 116023。China) Abstract：The key of measuring light speed with modulation wave is measuring the modulation wave length．In this experiment，the modulation wave length is measured with the phase difference method．Analysis of the experiment data，shows that the measurement er— rot is mainly caused by that ofthe wave lengtll，not by the frequency of the modulation wave． Key words：different frequency；phase method；light 8peed；data processing 1 光速测量基本原理 A =tW·D (2) 西 我们知道光速c=A· 由于光的频率很高， 式中D为反射镜小车相对于其在导轨上的初始位 直接测量光的速度还存在很多技术上的困难 。2 J。 置 。所移动的距离。在初始位置，光学电路箱发 如图1所示，假设第 1列波为光波，其频率， 出的调制波(厂 =100 MHz)与反射镜小车反射回来 很高，第2列波为调制在光波上的调制波，其频率 的调制波有个初相位差 ，当小车相对于初始位置 厂 比光波低很多。从图中可以看出，调制波的传播 。 移动时，初相位差 便要改变，这个初相位差 速度就是光波的传播速度，这样就有： 改变量就是公式中的 ，也就是移动距离D所对应 c=A · (1) 的相移量西。 由于调制波的频率 比光波的频率低很多， 所以很容易精确测定，本实验 为100 MHz，实验 的关键在于测量调制波的波长A 。 — ／、八 八 ／＼，、厂＼八 厂、／、厂＼／、八 V V k／ V V V k／ V V k／ k／ 、／ 图2 调制波波长测量公式分析图