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北航基础物理实验研究性报告-

菲涅耳双棱镜干涉

物理实验研究性报告

菲涅耳双棱镜干涉

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摘要

本文先对菲涅耳双棱镜激光干涉实验的实验原理、实验仪器和实

验内容进行了简单的介绍，而后进行了数据处理和不确定度计算，并

对实验数据的误差进行定量分析。误差分析是研究的重点，本文主要

考虑的是测量物距时带来的误差。

关键词：菲涅耳双棱镜；数据处理；误差分析

一．实验目的

1.熟悉掌握等高共轴调节的方法和技术；

2.用实验研究菲涅耳双棱镜干涉并测定单色光波长；

3.观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步理解产生干涉的条件。

二．实验原理

菲涅耳双棱镜实验是一种分波阵面的干涉实验，实验装置简单，

但设计思想巧妙。它通过测量毫米量级的长度，可以推算出小于微米

量级的光波波长。1881年菲涅耳用双棱镜实验和双面镜实验再次证

明了光的波动性质，为波动光学奠定了坚实的基础。

如图1所示，将一块平玻璃板的上表面加工成两楔形，两端与棱

脊垂直，楔角较小（一般小于1度）。当单色光源照射在双棱镜表面

时，经其折射后形成两束好像由两个光源发出的光，即两列光波的频

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率相同，传播方向几乎相同，相位差不随时间变化，那么，在两列光

波相交的区域内，光强的分布是不均匀的，满足光的相干条件，称这

种棱镜为双棱镜。

棱脊P

LA

S



MPx

1

1

x

SSP

22

B

d

端面楔角

图1图2

菲涅耳利用图2所示的装置，获得了双光束的干涉现象。图中双

棱镜是一个分割波前的分束器。从单色光源发出的光波，经透镜会

聚于狭缝，使成为具有较大亮度的线状光源。当狭缝发出的光波

投射到双棱镜上时，经折射后，其波前便被分割成两部分，形成沿

不同方向传播的两束相干柱波。通过双棱镜观察这两束光，就好像它

们是由和发出的一样，故在其相互交叠区域内产生干涉。如果狭

缝的宽度较小，双棱镜的棱脊与光源平行，就能在白屏P上观察到

平行与狭缝的等间距干涉条纹。