双棱镜干涉实验的误差分析

作者：景书勇　李佐　王朴

来源：《昆明民族干部学院学报》2017年第01期

        【摘要】利用菲涅尔双棱镜测量单色光波波长是光学实验中的基础实验，但测量波长的误差往往较大。本文采用基本方法、二次共轭法、大小转换法和二次共轭一大小转换法在同一套实验仪器上测量实验数据，然后进行数据处理，误差对比，得出本文中提出的二次共轭一大小转换法为最优方案。

        【关键词】双棱镜；误差分析；波长

        用“双棱镜干涉实验测量单色光波波长”是大学物理实验中较为常见的一个实验。由于其现象明显，故被大多数高校选为基础光学实验。但是在具体的实验操作中对学生的实验动手能力要求较高。在测量两虚光源的间距时，由于判断最佳测量位置只能依靠实验者的个人经验，存在偶然误差。在测量虚光源到观察屏的距离时，是以狭缝平面代替虚光源平面，也会带来误差。而实验的目的就是希望测出最接近真实值的数据，所以减小误差可以提高测量精度。通过几种实验方案的对比分析，找到更合适的数据采集方法，是减小误差，提高精度的途径之一。本文在分析已有三种实验方案的基础上，提出了二次共轭-大小转换法为实验精度较优的结论。

        1菲涅尔双棱镜测单色光波长的基本原理

        实验中采用菲涅尔双棱镜来构造双光束干涉的，实验装置如图1所示。单色光源M发出单色光经过凸透镜L聚集于狭缝S，经过狭缝后变成线状光源。光线从狭缝S发出投射到菲涅尔双棱镜上，经过菲涅尔双棱镜折射反射形成沿不同方向传播的2束相干柱面波。当狭缝到菲涅尔双棱镜的距离适当，调整观察屏至狭缝的距离，就可以看到两束相干光的叠加区域。调整狭缝与菲涅尔双棱镜棱脊平行，使用测微目镜观察，可以看到明暗相间的等间距条纹。