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测光速实验报告


学生实验报告 内容包含:实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳(数据、 图表、计算等) 、实验结果与分析、实验心得 实验目的: 1.掌握光拍频法测量光速的原理和实验方法,并对声光效应有一初步了解。 2.通过测量光拍的波长和频率来确定光速。 实验使用仪器: 光速测定仪、示波器和数字频率计等。 实验步骤: 1.观察实验装置,打开光速测定仪,示波器,数字频率计电源开关。 2.调节高频信号源的输出频率(15MHZ 左右),使产生二级以上最强衍射光斑。 3.用斩光器挡住远程光,调节全反射镜和半反镜,使近程光沿光电二极管前透镜的光 轴入射到光电二极管的光敏面上,这时,示波器上应有与近程光束相应的经分频的光 拍波形出现。 4.用斩光器挡住近程光,调节半反镜、全反镜和正交反射镜组,经半反射镜与近程光 同路入射到光电二极管的光敏面上,这时,示波器屏上应有与远程光光束相应的经分 频的光拍波形出现。 5.示波器上这时有两列波出现,移动导轨上 A 的滑块,记下此时 A 的位置,然后移动 滑块 B,让两列波完全重合,记下滑块 B 的位置。 6.重复步骤 5,然后再记下数据。 实验数据整理与归纳: 1.测量频率 1 测量信号频率 100.8K 参考信号频率 100.8K T1=1/100.8KHz=9.92μ S

2 100.8K 100.8K

3 100.8K 100.8K

4 100.8K 100.8K

2.测量一定间距的时间差 1 2 3 4 间距(cm) 160 160 160 160 时间差(μ S) 3.18 3.12 3.14 3.08 △t1=(3.18+3.12+3.14+3.08)/4=3.13 3.计算光速 c=(△s/△t1) ?T1 ?f=(1.6/3.13x10-6)x9.92x10-6x60x106=3.04x108m/s (f=60MHz) 实验结果与分析: 从实验所得结果来看,总体还是令人满意的,测量的频率、间距的时间差和计算 出的光速所得值与理论值相差不大,平均相对误差在正常值内。 实验心得: 调节远程光是本实验的重点也是难点。实验时只要把远程光调节好,实验也就成功了 一半。调节时一定要循序渐进,从光源开始一步步的进行,直到示波器中出现了两条
1

正旋波为至。 实验时,切勿用手或其它污物接触光学表面, 切勿带电触摸激光管电极等高压部位。 思考题答案: 1、 “拍”是怎么形成的?它有什么特性? 答;根据波的叠加原理,两束传播方向相同、频率相差很小的简谐波相叠加,将会形 成拍 2、声光调制器是如何形成驻波衍射光栅的?什么叫声光效应? 答;使声光介质的厚度为超声波半波长的整数倍,使超声波产生反射,在介质中形成 驻波场,从而产生驻波衍射光栅;功率信号输出角频率为Ω 的正弦信号加在频移器的 晶体压电换能器上,超声波沿方向通过声光介质,使介质内产生应变,导致介质的折 射率在空间和时间上发生周期性变化,形成一个相位光栅,使入射激光发生衍而传播 方向, 这种衍射光的频率产生了与超声波频率有关的频率移动这种现象叫声光效应。

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