测光波波长的三种方法原理图解.pptx

三、测量可见光的波长有哪些方法？试给出不少于三种方法的测量原理图，说明各自的测量原理、方法、过程和测量精确度并加以对比。第1页/共10页实验原理：若以单色平行光垂直照射在光栅面上（图1-1），则光束经光栅各缝衍射后将在透镜的焦平面上叠加，形成一系列间距不同的明条纹（称光谱线）。根据夫琅和费衍射理论，衍射光谱中明条纹所对应的衍射角应满足下列条件：式中d=a+b称为光栅常数（a为狭缝宽度，b为刻痕宽度，参见图（1），k为光谱线的级数，为k级明条纹的衍射角，是入射光波长。该式称为光栅方程。方法一方法一 用透射光栅测定光波的波长用透射光栅测定光波的波长第2页/共10页由光栅方程可看出，若已知光栅常数d，测出衍射明条纹的衍射角，即可求出光波的波长。第3页/共10页方法二 迈迈克克尔尔逊逊干干涉涉仪仪光源S发出的光到达分光板后，被分成振幅（强度）几乎相等的反射光（1）和透射光（2）。光束（1）向着 M1前进，光束（2）经过G2 后向着 M2前进，这两束光分别在M1 和 M2上反射后逆着各自的入射方向返回，最后到达光屏E。由于这两束光是来自同一光源S的同一束光，因此他们是两列相干光束，在E处必有干涉图样形成。第4页/共10页由于光在分光板 的第二面反射，使 在 附近形成以平行与 的虚像 M2，因而光在迈克尔逊干涉仪中自 和 的反射就相当于M1 和 M2的反射。故迈克尔逊干涉仪产生的干涉等效于 M1和M2 所构成的虚光板产生的干涉，即相当于厚度为 的空气薄膜所产生的干涉。第5页/共10页 因此，移动平面镜，就会在观察屏E上看到干涉圆环吞吐的现象，当 移动/2的距离，即 每改变/2的距离，就会在观察屏上看到有一个圆环条纹从中心“吞入”或“吐出”，也就是说，每当“吞入”或“吐出”一个圆环条纹，就移动了半个波长，所以根据干涉圆环的吞吐就可以测量光源的波长，这也就是干涉仪测量长度或长度变化的理论依据。只要数出圆环“吞入”或“吐出”的数目N，并且记录下 移动的距离x，就可以计算出光源的波长，即：x=N =第6页/共10页方法三 洛埃镜法 实验原理】：由双棱镜干涉条件，光源发射的单色光经会聚透镜后会聚于单缝S而成线光源，光从S发出经洛埃镜后，形成一虚光源S2，该虚光源所发出的光满足干涉条件，在交迭区内产生干涉，成为平行于狭缝的等间距干涉条纹，由此可得：第7页/共10页其中：光源之波长。：干涉条纹的间距 d 实光源与虚光源S1、S2间距。D：虚光源（狭缝S）至观察处之距离。可由测微目镜测量求出；D可由光具座标尺读数读出；d由对称原理测出。第8页/共10页第9页/共10页感谢您的观看！第10页/共10页