si


11
cos

si

i2
2


12
2cos
si
i2
dcos

si
i2

2
si

si

si
si


11
cos

si

i2
2


12
2
cos

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i2

cosi2

2
si

si
si


1
1

1
17412
2
05

06428

0766

0302264

0885

0705
2
08660866
题目4用双棱镜测定光波波长
一．实验仪器
光学实验平台或光具座、钠光灯、双棱镜、可调夹缝、凸透镜、测微目镜、毛玻
璃屏、单色光源、读数小灯、米尺、白屏等。二．实验原理
如图1所示，双棱镜B是
由两个折射角α很小的直角棱镜
S
O
组成的。当由S发出的光束投
10图4161双棱镜的干涉条纹示意图
f射到双棱镜B上时，经折射后形成两束光。即S发出的光的波阵面分成沿不同方向传播的两束光。这两束光相当于由虚光源S1、S2发出的两束相干光，于是在它们相重叠的空间区域内产生干涉。将光屏P插进上述区域中的任何位置，均可看到明暗交替的干涉条纹。
设S1和S2的间距为d如图2），由S1和S2到观察屏的距离为D。若观察屏中央O点与S1和S2的距离相等，则S1和S2射来的两束光的光程差等于零，在O点处两光波互相加强，形成中央明条纹。其余的明条纹分别排列在O点的两旁。假定P是观察屏上任意一点，它离中央O点的距离为x。在D较d大很多时，S1S2S1和SPO可看作相似三角形，且有
xdD
P
S1
dSS1
S2D
xOQ
图2双棱镜干涉条纹计算图
当xdKK0，1，2，D
（1）时
则两束光在P点相互加强，形成明条纹。
当xd2K1K0，1，2，（2）时
D
2
则两束光在P点相互削弱，形成暗条纹。
相邻两明（或暗）条纹的距离为
xDd
（3）
测出D、d和相邻两条纹的间距Δx后，由（3）即可求得光波波长。
由于干涉条纹宽度x很小，必须使用测微目镜进行测量。两虚光源间的距离d，可用一
11
f已知焦距为f的会聚透镜L置于双棱镜与测微目镜之间（图3），由透镜两次成像法求得，只要使测微目镜到狭缝的距离D＞4f，前后移动透镜，就可以在两个不同位置上从测微目镜中看到两虚光源S1和S2，经透镜所成的实像，其中之一为放大的实像，另一为缩小的实像。如果分别测得放大像的间距d1和缩小像的间距d2，则根据下式：
dd1d2
（4）
即可求得两虚光源之间的距离d。
图3
三．实验内容及步骤
双棱镜两虚光源间距计算示意图
1．将单色光源钠光灯M、会聚透镜L可省略、狭缝S、双棱镜B与测微目镜P，按
图1所示次序放置在光具座（光学平台）上，用目视法粗略地调整它们中心等高，并使它
们在平行于光具座（光学平台）的同一直线上。
2．点亮光源Mr