用钢板尺测量激光的波长

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1、........评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：用钢板尺测量激光的波长班级：.专业学习资料.........姓名：学号：指导教师：实验日期：2008年12月11日原始数据记录：实验台号：________实验日期：_2008-12-11______钢板尺测量激光的波长的数据：光屏与尺端的距离L=4438.1mm高度/mm/mm/mm/mm/mm/mm/mm159.2275.0355.0421.1477.0527.9573.1.专业学习资料.........《用钢板尺测量激光的波长》实验提要课题的提出和依据光是一种电磁波，光在真空中的波长不同，性质也不同．如

2、波长小于390nm的光波叫紫外光，它有杀菌作用；波长大于770nm的光波叫红外光，它能传递热量．波长在390nm至770nm之间的光波是人眼可见的，叫可见光，不同波长有不同的颜色.专业学习资料.........：如波长为390～446nm的光是紫色的，波长为620～770nm的光是红色的，橙、黄、绿、蓝各色依次排列其间，都由其波长决定，而与其强度、方向等因素无关．由此可见，光的波长是决定光波性质的最重要的参数之一．那么，怎样才能测出光的波长呢?可见光在真空中(或空气中)的波长只有万分之几毫米，这么短的长度又怎么用毫米刻度尺去测量呢?本实验用最小分度为0.5mm的普通钢

3、尺“量”出只有0.0006mm左右的波长，而且看到了反射角不等于入射角的“奇怪”现象．它说明，反射定律只是在一定条件下才成立的，如果反射面上刻有许多很细而且等间距的刻痕，就可使不同波长的光反射到不同的方向去，这就是现代高科技中常用的光学元件——“光栅”的雏形．光栅是一种比棱镜更好的分光器件。如果利用光栅的衍射原理就不难用普通的钢尺测量出激光的波长。实验课题及任务《用钢板尺测量激光的波长》实验课题任务是，利用光的波动性，用一把钢板尺，通过用激光照射钢板尺的带有刻度的一面而反射到光屏上的衍射花样，根据激光的相干性和反射光的干涉原理，经过分析，找出规律，测量出激光的波长。学

4、生根据自己所学知识，设计出《用钢板尺测量激光的波长》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。实验原理提示众所周知，用一把普通的钢尺，可以方便地测量出一本练习簿的长度和宽度，而要测量它的厚度就有些困难了，因为钢尺上两相邻刻线的间距是0.5mm或lmm，而一般练习簿的厚度也不过l.专业学习资料.........mm左右，所以很难测准．现在要用这把钢尺去测量只有万分之几毫米的光的波

5、长，这看来似乎是不可能的。如果实验利用光的波动性质，用一把普通的钢尺就能够巧妙地把这么短的波长测出来．它的测量原理如图16-1所示：让一束激光照到钢尺的端部，其中一部分激光从钢尺上方直接照到观察屏上的－点，其余激光从钢尺表面反射到屏上．在屏上除了与－对称的点有反射亮斑外，还可看到一系列亮斑、S1、S2、S3……Sn.。这是因为，尺上是有刻痕的(刻痕的间距是d=0.5mm)，光在两刻痕间的许多光滑面上反射，这些反射光如果相位相同(即波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇)，则它们会相互叠加而加强，形成亮斑，否则会相互抵消而减弱．由图16-2可知，从光源某一点A发出而在相邻光滑面

6、B、B’反射的光，到达屏上C点时所经过的路程差(称为光程差)为：△=ABC－AB/C=BD/一DB/=d(cos一cos)(1)若△恰好等于零或等于波长的整数倍，则这些反射光的相位就相同，屏上C点就会出现亮斑．显然，在处，△=0，这就是在S。处的亮斑．在S1、S2、S3、S4、……处，必有：△=，△=2，△=3，△=4……．因此，由(1)式可知：d(cos一cos1)=(2)d(cos一cos2)=2(3)d(cos一cos3)=3(4)d(cos一cos4)=4(5).专业学习资料.........其中d=0.5mm是已知的，因此，只要测出和、、、……就可从以上各式

7、算出波长的值．实验中，使尺与屏垂直，则：(6)其中，L是尺端到屏的距离，h是各亮斑到O点的距离，而O点位于S。点和一S。点的中心．量出各亮斑间的距离即可求得各值，而对应于亮斑S。的就是。设计要求⑴写出该实验的实验原理，推导出波长的计算公式。确定待测的物理量。⑵选择实验测量仪器要符合精度要求，测量值相对误差在1%之内，并说明选择仪器的理由，确定相应物理量的测量仪器。⑶写出实验内容及步骤。设计的实验步骤要具有可操作性(写出测量时实验装置的摆放及其位置角度、应该注意的事项及实际测量的方法等)。⑷设计出实验测量原始数据的表格。⑸实验结果用标准形式表达，即用不