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物理光学梁铨廷第五版答案物理光学 物 理 光 学 试验指导书 武汉理工大学信息学院电子科学与技术系 目 录 试验一 菲涅耳双面镜干预1 试验二 菲涅耳圆孔衍射 5 试验三 夫朗和费单缝衍射8 试验四 衍射光栅分光特性测量12 试验五 阿贝成像原理和空间滤波16 试验六 偏振光综合试验19 试验一 菲涅耳双面镜干预一、试验目的 1、观看菲涅尔双面镜产生的双光束干预现象，进一步理解产生干预的条件； 2、把握干预光路的调整方法； 3、把握用双面镜干预原理测定光波波长的方法。 二、试验装置 1：钠灯（加圆孔光阑） 2：透镜（f50nm） 3：三维架（SZ07） 4：可调狭缝 5：二维干版架（SZ-18） 6-7:菲涅耳双面镜及镜架 8：测微目镜架（SZ-36） 9:测微目镜 10：二维平移底座（SZ-02） 11:三维平移底座（SZ-01） 12：升降调整座（SZ-03） 13：二维平移底座（SZ-02） 三、试验原理1.菲涅尔双面镜工作测量原理 假如两列频率一样的光波沿着几乎一样的方向传播，并且这两列光波的位相差不随时间而变化，那么在两列光波相交的区域内，光强的分布不是匀称的，而是在某些地方表现为加强，在另一些地方表现为减弱（甚至可能为零），这种现象称为光的干预。菲涅尔双面镜干预的根本原理如下： 菲涅尔双面镜由两块夹角很小的反射镜 和 组成，如图1.1所示，由点光源S发出的光波受不透亮光屏K阻挡，不能直接到达屏幕E上，光波经 和 反射被分为两束相干光波，它们投射到E上产生干预条纹。从双面镜反射的两束相干光可以看作是从S在双面镜中形成的两个虚像 和 发出的，因而 和 相当于一对相干光源。 和 的位置可根据反射定律确定。设双面镜交线在图中的投影是O点， ，则 ，所以 的垂直平分线也通过O点。因此 之间的距离为 （1.1） 式（1.1）中 为双面镜 和 的夹角。在确定了相干光源 和 的位置之后，即可利用（1）式计算屏幕上的干预条纹。由于双面镜夹角很小，所以d也很小，这样在屏幕上可得到间距较大的干预直条纹。 设d代表两虚光源 和 间的距离，D为虚光源所在的平面(近似地在光源狭缝S的平面内)至观看屏E的距离，且 ，任意两条相邻的亮（或暗）条纹间的距离为X，依据分振幅法干预的计算公式可以得到，试验所用激光器的波长 可由下式表示： （1.2） 图1.1 菲涅尔双面镜装置图 式（1.2）说明，只要测出d、l和X，就可算出光波波长。 由于干预条纹宽度X很小，必需使用测微目镜进展测量两虚光源间的距离d，可用一已知焦距为f的会聚透镜L，置于双棱镜与测微目镜之间,由透镜两次成像法求得只要使测微目镜到狭缝的距离大于4f，前后移动透镜，就可以在透镜的两个不同位置上从测微目镜中看到两虚光源 和 经透镜所成的实像，其中之一为放大的实像，另一个为缩小的实像假如分别测得两放大像的间距 ，和两缩小像的间距 ，则依据式（1.3） （1.3） 即可求得两虚光源之间的距离d。 2.测微目镜的读数 测微目镜分为物镜和目镜两大局部，入射光线通过物镜成像在分划板上，分划板上的刻线共有8格，如图1.2所示。分划板上每一大格的距离为1mm，手轮上的测微旋钮一共50格，测微旋钮每转动一圈，分划板上的游标刻线叉丝走过的距离为一大格，所以，测微旋钮的每一小格对应0.02mm。 图1.2 测微目镜分划板构造图 四、试验光路 图1.3 菲涅尔双面镜干预试验光路图 五、试验步骤1调整光路 (1)试验光路按图1.3所示，用目视粗略地调整光具座上各元件中心等高、共轴，并使双面镜的底面与系统的光轴垂直，棱脊和狭缝的取向大体平行。