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1、光栅测定光波波长 用透射光栅测定光波波长 用平面透射光栅得到日光灯白光的夫朗和费衍射条纹，其中可以清晰的得到汞光谱中的绿线，钠光谱中的二黄线若d为光栅常数，q为衍射角，l为光波波长，k为光谱级数，则产生衍射亮条纹的条件为： dsinq=kl 测量光栅常数 用汞灯光谱中的绿线作为已知波长测量光栅常数d。 测量公式： d=kl测量未知波长 已知光栅常数d，测量钠灯光谱中的二黄线波长lD1和lD2。 测量公式： l=dsinq k 测量透射光栅的角色散 已知钠光谱中的二黄线的波长差Dl，测出钠光谱中的二黄线的衍射角，求光栅的角色散D。 测量公式： D=DqDlsinq分光计测量光波波长 当一束平行光
2、垂直入射到光栅上，产生一组明暗相间的衍射条纹，原理如图 9 1所时，其夫朗和费衍射主极大由下式决 定： dsinF=ml 式中：d：光栅常数 d = a + b F：衍射角 m：主极大级次 m = 0 ，1， 2 此式称光栅方程 由式得 ： dsinFl=m由此可以看出：只要测出任意级次的某一条光谱线的衍射角，即可计算出该光波长。 牛顿环测量钠光灯谱线的波长 根据理论计算可知，在反射光中暗环半径rk与入射光的波长和透镜球面的曲率半径R之间的关系是 kr=(kRl)12 式中，k为正整数0，1，k，称为环的级数。 由上式可知，如果用已知波长的单色产生牛顿环，当已知暗环的半径rk，就可算出透镜球面
3、的曲率半径R;若已知R，测出rk，就可算出产生牛顿环的光波波长。 钠光灯谱线的波长为： (Dl=2-Dn4(m-n)R2m)用迈克尔逊干涉仪测激光波长 1、光程：折射率与路程的乘积，D=nr 2、分振幅干涉：波面的个不同部分作为发射次波的光源，次波本身分成两部分，做不同的光程，重新叠加并发生干涉。 3、等倾干涉公式推导： 次波分成两部分，一部分直接反射从A 点经过透镜到达S ，另一部分透射到B点，再反射到 C点经过透镜待到达S。 两部分光的程差为： ld=n2AB+BC-n1AC+2 因薄膜很薄，两平面的夹角很小，AB和BC近似的相等 dAB=BCcosi2()()sin2i2n1AC=n1A
4、Csini1=2dtgi2n2sini2=2n2dcosi2 而 2=2nd1-cosi2/cosi2 2 n1sini2=222n2cosi2=n2-n2sin2i2=n2-n12sin2i2n 2n2d-2n2d1-cos2i2ld=+cosi22 ()()2n2dcos2i2llld=+=2n2dcosi2+=2dcosi2+cosi2222 MM21对于点光源s镜经和反射后所产生的干涉现象，等效于沿轴向分布的两个点光源 S1和S2所产生高的非定域干涉。当观察屏垂直于轴放置时，平上一呈现同心的MM21同心纹。自和反射的两光波的光程差为： D=2dcosi 双缝干涉测光波长 因为 ld ,
5、 l x x=ltanqlsinqr2-r1=dsinq 当两列波的路程差为波长的整数倍，即dx/l =k,。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。 菲涅儿利用图582所示的装置，获得了双光束的干涉现象。图中双棱镜AB是一个分割波前的分束器。从单色光源M发出的光波，经透镜L会聚于狭缝S，使S成为具有较大亮度的线状光源。当LMA端面楔角图581PS1SS2P1P2Bddxx图狭缝S发出的光波投射到双棱镜AB上时，经
6、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S1和S2发出的一样，故在其相互交1P2内产生干涉。如果狭缝的宽度较小，双d叠区域PS1BLS2d1d2S2d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。 设d代表两虚光源S1和S2间的距离，d为虚光源S1图583所在的平面至观察屏的距离，且dd，干涉条纹宽度为dx，则实验所用光波波长l可由下式确定 dl=dxd 式表明，只要测出d、d和dx，便可计算出光波波长。 通过使用简单的米尺和测微目镜，进行毫米级的长度测量，推算出微米级的光波波长，所以，这是一种光波波长的绝对测量。 由于干涉条纹宽度dx很小，必须使用测微目镜进行测量。两虚光源间的距离d，可用已知焦距为f的会聚透镜L置于双棱镜与测微目镜之间，由透镜的两次成像法求得，如图583所示。只要使测微目镜到狭缝的距离d4f，前后移动透镜，就可以在的两个不同位置上从测微目镜SSSS1212中看到两虚光源和经透镜所的实像和，其中一组为放大的实像，另一组为缩小的实像，如果分别测得二放大像间距d1和二缩小像间距d2，则有 d=d1d2 由式可求得两虚光源之间的距离。
