菲涅耳双棱镜干涉实验

研究性实验报告之激光的双棱镜干涉

1 / 13

研究性实验报告之激光的双棱镜干涉

研究性实验报告

光的干涉实验（分波面法）

激光的双棱镜干涉

2 / 13

研究性实验报告之激光的双棱镜干涉

菲涅耳双棱镜干涉

摘要：两束光波产生干涉的必要条件是：1)频率相同；2)振动方向相同；3)相位差恒定。产生相干光的方式有两种：分波阵面法和分振幅法。本次菲涅耳双棱镜干涉就属于分波阵面法。菲涅耳双棱镜干涉实验是一个经典而重要的实验，该实验和杨氏双缝干涉实验共同奠定了光的波动学的实验基础。

一、实验重点

1)熟练掌握采用不同光源进行光路等高共轴调节的方法和技术； 2)用实验研究菲涅耳双棱镜干涉并测定单色光波长； 3)学习用激光和其他光源进行实验时不同的调节方法。

二、实验原理

菲涅耳双棱镜可以看成是有两块底面相接、棱角很小的直角棱镜合成。若置单色光源S0于双棱镜的正前方，则从S0射来的光束通过双棱镜的折射后，变为两束相重叠的光，这两束光仿佛是从光源S0的两个虚像S1和S2射出的一样。由于S1和S2是两个相干光源，所以若在两束光相重叠的区域内放置一个屏，即可观察到明暗相间的干涉条纹。

3 / 13

研究性实验报告之激光的双棱镜干涉

如图所示，设虚光源S1和S2的距离是a，D是虚光源到屏的距离。令P为屏上任意一点，r1和r2分别为从S1和S2到P点的距离，则从S1和S2发出的光线到达P点得光程差是：

△L= r2-r1

令N1和N2分别为S1和S2在屏上的投影，O为N1N2的中点，并设OP=x，则从△S1N1P及△S2N2P得：

a2ar22=D2+(x+)2

2r12=D2+(x-)2

两式相减，得：

r22- r12=2ax

另外又有r22- r12=(r2-r1)(r2+r1)=△L(r2+r1)。通常D较a大的很多，所以r2+r1近似等于2D，因此光程差为：

△L=

ax D如果λ为光源发出的光波的波长，干涉极大和干涉极小处的光程差是：

ax△L== 2k?1D=λ (k=0,±1, ±2,…) 暗纹

2= kλ (k=0,±1, ±2,…) 明纹

由上式可知，两干涉条纹之间的距离是：

4 / 13