測光波波長的三種方法原理圖解

測光波波長的三種方法原理圖解第1頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月三、測量可見光的波長有哪些方法？試給出不少于三種方法的測量原理圖，說明各自的測量原理、方法、過程和測量精確度并加以對比。第2頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)原理：

若以單色平行光垂直照射在光柵面上（圖1-1），則光束經(jīng)光柵各縫衍射后將在透鏡的焦平面上疊加，形成一系列間距不同的明條紋（稱光譜線）。根據(jù)夫瑯和費(fèi)衍射理論，衍射光譜中明條紋所對應(yīng)的衍射角應(yīng)滿足下列條件：

式中d=a+b稱為光柵常數(shù)（a為狹縫寬度，b為刻痕寬度，參見圖（1），k為光譜線的級數(shù)，為k級明條紋的衍射角，是入射光波長。該式稱為光柵方程。方法一用透射光柵測定光波的波長第3頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月由光柵方程可看出，若已知光柵常數(shù)d，測出衍射明條紋的衍射角，即可求出光波的波長。第4頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月方法二邁克爾遜干涉儀光源S發(fā)出的光到達(dá)分光板后，被分成振幅（強(qiáng)度）幾乎相等的反射光（1）和透射光（2）。光束（1）向著M1前進(jìn)，光束（2）經(jīng)過G2后向著M2前進(jìn)，這兩束光分別在M1和M2上反射后逆著各自的入射方向返回，最后到達(dá)光屏E。由于這兩束光是來自同一光源S的同一束光，因此他們是兩列相干光束，在E處必有干涉圖樣形成。第5頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月由于光在分光板的第二面反射，使在附近形成以平行與的虛像M2′，因而光在邁克爾遜干涉儀中自和的反射就相當(dāng)于M1和M2′的反射。故邁克爾遜干涉儀產(chǎn)生的干涉等效于M1和M2′所構(gòu)成的虛光板產(chǎn)生的干涉，即相當(dāng)于厚度為的空氣薄膜所產(chǎn)生的干涉。第6頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月

因此，移動(dòng)平面鏡

，就會在觀察屏E上看到干涉圓環(huán)吞吐的現(xiàn)象，當(dāng)

移動(dòng)λ/2的距離，即

每改變λ/2的距離，就會在觀察屏上看到有一個(gè)圓環(huán)條紋從中心“吞入”或“吐出”，也就是說，每當(dāng)“吞入”或“吐出”一個(gè)圓環(huán)條紋，

就移動(dòng)了半個(gè)波長，所以根據(jù)干涉圓環(huán)的吞吐就可以測量光源的波長，這也就是干涉儀測量長度或長度變化的理論依據(jù)。只要數(shù)出圓環(huán)“吞入”或“吐出”的數(shù)目N，并且記錄下

移動(dòng)的距離Δx

，就可以計(jì)算出光源的波長，即：

Δx

=N·

λ=

第7頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月方法三洛埃鏡法

實(shí)驗(yàn)原理】：由雙棱鏡干涉條件，光源發(fā)射的單色光經(jīng)會聚透鏡后會聚于單縫S而成線光源，光從S發(fā)出經(jīng)洛埃鏡后，形成一虛光源S2，該虛光源所發(fā)出的光滿足干涉條件，在交迭區(qū)內(nèi)產(chǎn)生干涉，成為平行于狹縫的等間距干涉條紋，由此可得：第8頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月其中：：光源之波長。：干涉條紋的間距d

實(shí)光源與虛光源S1、S2間距。

D

：虛光源（狹縫S）至觀察處之距離?？捎蓽y微目鏡測量求出；

D可由光具座標(biāo)尺讀數(shù)讀出；