實驗22光調(diào)制法測量光速

實驗22光調(diào)制法測量光速能否對光的頻率進行絕對測量，為什么？（目前沒有儀器能直接測量，要測量先要轉(zhuǎn)換為電信號，目前也沒有光電轉(zhuǎn)換接收器能響應頻率如此高的光強變化）提示：如果已知光波長如（0.65微米，波長可以用光干涉（如邁克爾遜干涉）測量），再應用本實驗的測量方法測出光速，便可間接測出光的頻率（C二戶入）。絕對測量是什么意思？指的是直接測量？儀器中光源的波長為0.65微米，為什么還要測量波長？提示：因為實驗是對光波進行調(diào)制后，通過測量光調(diào)制波波長入調(diào)和頻率^調(diào)來測量光速：C=f調(diào)*入調(diào)，但調(diào)制波的波長并不等于原光波波長0.65微米。什么是位相法測定調(diào)制波的波長？在本實驗中是如何實現(xiàn)的？提示：看教材。（1）通過測量調(diào)制波傳播距離上兩點位置處的位相差來間接測量調(diào)制波波長入調(diào)的方法就叫做位相法測定調(diào)制波的波長。實驗通過對原紅光光波進行調(diào)制使其變成光電接收器能響應的100MHz調(diào)制光波（調(diào)制光波光速不變），再通過差頻法把高頻基準調(diào)制波和接受到的高頻待測調(diào)制波兩信號分=-——Ay別變?yōu)?55KZH的兩低頻信號（變頻后兩信號相差不變），然后根據(jù)（P.133，（22-3）式），應用“等距離法”或“等相位法”來實現(xiàn)）。紅光的波長為0.65微米，在空氣中只走0.325微米就會產(chǎn)生相位差n。而我們在實驗中卻將棱鏡小車移動了0.75米左右的距離，才能產(chǎn)生相位差n。這是為什么？,2汗△甲=Ax提示：■■，對波長為0.65微米的載波（紅光）傳播中相位改變一個n所走過的距離0.325微米，而實驗是通過測量調(diào)制波波長來測量光速，調(diào)制波波長并不等于0.65—==—■2x0.75=3.0微米，而是約'尸二’米。

本實驗所測定的是100MHz調(diào)制波的波長和頻率，能否把實驗裝置改成直接發(fā)射頻率為100MHz的無線電波并對它的波長和頻率進行絕對測量。為什么？針對“等距法”用作圖法處理數(shù)據(jù)，過程包括正確的畫圖，如作D-巾直線或D-At直線，和相關計算，最后得到待測量C。作圖法處理數(shù)據(jù)示例：等間距測量法一等間距移動反射棱鏡，從示波器讀出待測波對基準波的相移時間ti。調(diào)制信號波頻率/調(diào)=108Hz(100MHz)，差頻信號頻率f=452.6KHz，T=1/f=1/452.6KHz=2.210口S，反射棱鏡移動位置：xi，相應的待測波對基準波的相移時間：ti測量數(shù)據(jù)記錄于下表一表一儀器：數(shù)字示波器M:250nSCH1:500mVCH2:500mVx(mm)t(ns)Di=xi-x0mm△t=t,-t0ns△巾i(弧度)50.0360.0100.0430.050.070.00.199015150.0500.0100.0140.00.398031200.0570.0150.0210.00.597046250.0650.0200.0290.00.824492300.0730.0250.0370.01.051938350.0810.0300.0450.01.279385400.0880.0350.0520.01.478400450.0950.0400.0590.01.677415說明：玉從導軌上標尺讀出，￡從數(shù)字示波器上測出，后三列數(shù)據(jù)從測量數(shù)據(jù)計算得到，其中各*"'算出。A。=-~-*從測量數(shù)據(jù)計算得到，其中各*"'算出。A。=-~-*Aj2D4調(diào)棚2Vir△s或1。-丁-*5）。-竺廠竺十"“《而而如知圖線斜率ys-yA923-0-399.0v〔門&，、月一=L497(/?s，時四)=1.497x1CI(sm)430-80irirfXXft玷=cor+白=2,95m。二福,知=1x1砂x295=2.95x10smis所以光速(3)作At-D圖?騷由△="一》、=近9H19=|.5。93（辮/粗用）=1.5095婦0"姑町心F380-80由6得由62〃多而1二=a==2.93㈣L5095xl0*。二而「如二1O'X2.93=2.93x10%麗/s）圖線斜率*口二二0,0043（mc/，"m）二43（rad；m）yB—yA1.603—O+316-r