物理实验教学资源（实验讲义）【WSF-L型】菲涅尔双棱镜干涉仪

MsR杭光 WSF-L型菲涅尔双棱镜干涉仪 使用说明 2 © 杭州光学电子仪器有限公司制造 国家光学仪器工程技术研究中心监制

WSF-L 型菲涅尔双棱镜干涉仪 使用说明 杭州光学电子仪器有限公司 制造 国家光学仪器工程技术研究中心 监制

一、仪器的用途 衍射与干涉是光的波动性的主要表现，而光作为一种波动在空间中传播时则具有一定的 波长。测定光波波长无论是对光本性的认识和实际应用，都有十分重要意义。 SF-L型菲涅尔双棱镜干涉仪是利用钠光通过单缝衍射并经菲涅尔双棱镜形成双光束 干涉现象来测定其波长，通过实验可巩固、加深对光的干涉和衍射理论的理解。同时可学习 光的干涉系统的设计和调整的方法，并训练使用透镜成像，读数显微镜等实验技能。 二、实验原理 设一单色光束照明一个单缝S,双棱镜顶角的棱平行于单缝且平分入射光波的波面，则 经双棱镜折射产生的两束光波好像是从S1和S2(两虚光源)处发出来的（图一）。若在两光波 叠加区域设置一观察屏，则屏上就形成一系列明暗交替的平行均匀排列直条纹，借助读数显 微镜即可进行观察与测量。 1 图 若单缝离屏的距离为D,在屏的X轴上任取一点P(图二)，则从S1和S2两虚光源发 出的两列波到达P点是的光程差为： 4d店 式中D>d,x,根据干涉明、暗条纹的条件，有 K 明条纹 4哈 暗条纹 K=0±1+2.… 即可求得，任何两相邻的明条纹或暗条纹的间距应为 d 只要测定r,D和d,便可求得光波波长元。 为测量两虚光源的间距d,可采用透镜成像法，即用透镜将光源成像在屏上，用读数显

一、仪器的用途 衍射与干涉是光的波动性的主要表现，而光作为一种波动在空间中传播时则具有一定的 波长。测定光波波长无论是对光本性的认识和实际应用，都有十分重要意义。 WSF-L 型菲涅尔双棱镜干涉仪是利用钠光通过单缝衍射并经菲涅尔双棱镜形成双光束 干涉现象来测定其波长，通过实验可巩固、加深对光的干涉和衍射理论的理解。同时可学习 光的干涉系统的设计和调整的方法，并训练使用透镜成像，读数显微镜等实验技能。 二、实验原理 设一单色光束照明一个单缝 S，双棱镜顶角的棱平行于单缝且平分入射光波的波面，则 经双棱镜折射产生的两束光波好像是从 S1 和 S2(两虚光源)处发出来的(图一)。若在两光波 叠加区域设置一观察屏，则屏上就形成一系列明暗交替的平行均匀排列直条纹，借助读数显 微镜即可进行观察与测量。 图一 若单缝离屏的距离为 D，在屏的 X 轴上任取一点 P(x)(图二)，则从 S1 和 S2 两虚光源发 出的两列波到达 P 点是的光程差为： D x  = d 式中 D>>d，x，根据干涉明、暗条纹的条件，有            + = =    2 1 K K D x d K = 0,1,2,  即可求得，任何两相邻的明条纹或暗条纹的间距应为 d D x   = 只要测定 x ，D 和 d，便可求得光波波长  。 为测量两虚光源的间距 d，可采用透镜成像法，即用透镜将光源成像在屏上，用读数显 明条纹 暗条纹 ●

微镜测量虚光源的像间距d”'。实验可以采取透镜两次成像法，分别测得两次虚光源所成像 的间距d'和d”,两虚光源间距可由下式求得 d=√dd 图二 三、仪器的构成 图 成台干涉仪如图三所示由下列组件构成 1.钠光灯组连电源】套 2.凸透镜组件L,∫'=50mm1套 3.精密单面可调狭缝组1套 4.双棱镜组1套 5.测微目镜Le1套 6.滑座5套 7接杆6支 8.导轨(12M01根 9.成像透镜组L2'=150mm1套 10.光屏1块

微镜测量虚光源的像间距 d  。实验可以采取透镜两次成像法，分别测得两次虚光源所成像 的间距 d  和 d ，两虚光源间距可由下式求得 d = dd 图二 三、仪器的构成 图三 成台干涉仪如图三所示由下列组件构成 1. 钠光灯组连电源 1 套 2. 凸透镜组件 L1 f  = 50mm 1 套 3. 精密单面可调狭缝组 1 套 4. 双棱镜组 1 套 5. 测微目镜 Le 1 套 6. 滑座 5 套 7. 接杆 6 支 8. 导轨(1.2M) 1 根 9. 成像透镜组 L2 f  = 150mm 1 套 10. 光屏 1 块 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10

四、实验步骤 1.仪器各组件按图三顺序在导轨上放置妥当，并调成共轴（图四为参考值），钠光灯光束经 凸透镜L,汇聚在单缝上，调节单缝刀口与双棱镜的棱脊平行，且由单缝射出的光束对 称地照在棱脊两侧。 钠灯凸透镜L1单缝双棱镜 测微目镜Le .50 280 图四 2.直接用眼睛观察到干涉条纹，然后从测微目镜观察，使相干光束处于目镜视场中心，并 仔细调节单缝和双棱镜棱脊的平行度，使干涉条纹最清晰。双棱镜干涉图样应为等间隔 的明暗相同的干涉条纹。 3.用测微目镜测出干涉条纹的间距，并测出单缝到测微目镜叉丝分划板的间距D。 4.保持狭缝，双棱镜的位置不动，将一已知焦距∫=150mm的成像透镜组放在双棱镜后。 使单缝与测微目镜间的距离D>4'。移动透镜成像，可以在两个不同的位置上，从目 镜中看到一大一小两个清晰的缝象（即虚光源S1,S2的象），如图五所示，测出像的间距 d'及d”。根据物象高斯公式，得d=√dd 成像透镜L2 钠灯凸透镜1单缝双棱镜 (第一位置) (第二位置)测微目镜Le 50￥50 30 680 870 图五 5.求得光波波长 A=Ard D

四、实验步骤 1. 仪器各组件按图三顺序在导轨上放置妥当，并调成共轴(图四为参考值)，钠光灯光束经 凸透镜 L1 ，汇聚在单缝上，调节单缝刀口与双棱镜的棱脊平行，且由单缝射出的光束对 称地照在棱脊两侧。 图四 2. 直接用眼睛观察到干涉条纹，然后从测微目镜观察，使相干光束处于目镜视场中心，并 仔细调节单缝和双棱镜棱脊的平行度，使干涉条纹最清晰。双棱镜干涉图样应为等间隔 的明暗相同的干涉条纹。 3. 用测微目镜测出干涉条纹的间距 x ，并测出单缝到测微目镜叉丝分划板的间距 D。 4. 保持狭缝，双棱镜的位置不动，将一已知焦距 f = 150mm 的成像透镜组放在双棱镜后， 使单缝与测微目镜间的距离 D  4f  。移动透镜成像，可以在两个不同的位置上，从目 镜中看到一大一小两个清晰的缝象(即虚光源 S1，S2 的象)，如图五所示，测出像的间距 d  及 d 。根据物象高斯公式，得 d = dd 图五 5. 求得光波波长 D xd  =

五、注意事项 1、为延长钠光灯使用寿命，在实验中不要随意开关钠光灯，实验结束后及时关闭。 2、仪器无论在使用或存放时，应避兔灰尘，潮湿，过冷，过热及含有酸碱性气体侵蚀 3、如果仪器光学配件表面有灰尘，可用镜头刷刷去，如果有赃物或油污，可用干净的 脱脂棉花雄上酒精乙醚混合液仔细的擦净，光学配件表面切勿用手触摸，以免油脂 汗迹附若 4、仪器不适用时，应擦拭干净，放入干燥剂，罩上防护罩。 六、保修及免责范围 1、所有光学部件的污染，破损厂家不负责保修，但可负贵提供部件并适当收取工本费。 2、因客户自行操作不当及搬运移动过程中造成的损坏厂家免责，由客户承担

五、注意事项 1、为延长钠光灯使用寿命，在实验中不要随意开关钠光灯，实验结束后及时关闭。 2、仪器无论在使用或存放时，应避免灰尘，潮湿，过冷，过热及含有酸碱性气体侵蚀 3、如果仪器光学配件表面有灰尘，可用镜头刷刷去，如果有赃物或油污，可用干净的 脱脂棉花蘸上酒精乙醚混合液仔细的擦净，光学配件表面切勿用手触摸，以免油脂， 汗迹附着 4、仪器不适用时，应擦拭干净，放入干燥剂，罩上防护罩。 六、保修及免责范围 1、所有光学部件的污染，破损厂家不负责保修，但可负责提供部件并适当收取工本费。 2、因客户自行操作不当及搬运移动过程中造成的损坏厂家免责，由客户承担

仪器成套性及装箱清单 序号 名称 数量 备注 1 钠光灯组连电源 1套 2 F50mm透镜 1套 含支架 3 F150mm透镜 1套 含支架 4 单面可调狭缝组 1套 5 双棱镜组 1套 6 测微目镜组 1套 7 滑座 5只 8 导轨 1套 1.2m 9 光屏 1套 10 使用说明书 1份 11 合格证 1份 12 保修卡 1份

仪器成套性及装箱清单 序号 名 称 数 量 备 注 1 钠光灯组连电源 1 套 2 F50mm 透镜 1 套 含支架 3 F150mm 透镜 1 套 含支架 4 单面可调狭缝组 1 套 5 双棱镜组 1 套 6 测微目镜组 1 套 7 滑座 5 只 8 导轨 1 套 1.2m 9 光屏 1 套 10 使用说明书 1 份 11 合格证 1 份 12 保修卡 1 份

杭州光学电子仪器有限公司 保修表 名称保修年限 备注 光学部件1年 机械部件 3年 电器部件 3年 如有特殊项目，按照合同文件实施特 殊保修时间和政策！ 维修记录 日期 检修记录 处理结果 维修员

维修记录 日期 检修记录 处理结果 维修员 杭州光学电子仪器有限公司 保 修 表 名称 保修年限 备注 光学部件 1 年 机械部件 3 年 电器部件 3 年 如有特殊项目，按照合同文件实施特 殊保修时间和政策 ！

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