CN106097857A - 一种双面镜干涉实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双面镜干涉实验装置，包括：底座，设置在所述底座上的读数圆盘，设置在所述读数圆盘上方中间位置的双面镜，望远镜和平行光管。本发明的双面镜干涉实验装置，利用对现有的分光计进行创新性改造，分别在望远镜和平行光管下方安装平移滑道，使得望远镜和平行光管可以在径向上实现平移，实现分别改变望远镜、平行光管相对于原分光计载物台所处中心位置的相对位置。本发明的双面镜干涉实验装置，在望远镜和平行光管上分别设置了伸缩装置，使得测微目镜和单狭缝可以伸缩，进而改变望远镜和平行光管的总长度及功能。本发明的双面镜干涉实验装置，实验装置结构精简，共轴调节方便快捷，实验过程清晰简洁。

Description

一种双面镜干涉实验装置
技术领域
本发明涉及一种物理实验装置，特别涉及一种双面镜干涉实验装置。
背景技术
双面镜干涉实验是由分波前法获得相干光而实现双光束干涉的，如图1所示，在光路方向上依次包括由光源和被其照亮的可调单狭缝组成的缝光源，夹角可调的双面镜以及目镜。缝光源发出的光经双面镜反射，被分割为两束光，这两束光就如同是由两个相干虚光源中发出的一样，在两光束相交区域产生干涉，其干涉花样为平行于缝光源的等间距直线条纹。
双面镜干涉实验一般在光导轨上进行。所述光导轨包括长度约1.5米的导轨以及设置在导轨上的光具座。整个光导轨占用空间较大，共轴调节难度大、实验过程中需要装卸的配件也较多，使得实验过程很繁复。
现有的分光计结构精简，调控方便，是一种精密的光学测量仪器，其由望远镜、平行光管、载物台、读数圆盘和底座五部分组成。如图2所示，一般的分光计结构包括：望远镜10中的亮十字物1、望远镜目镜2、分划板3和望远镜物镜4，平行光管11中的平行光管物镜5和单狭缝6，以及载物台7，读数圆盘8和底座9。在大学物理实验中，分光计常用于测量光线的方向及各种角度，即用于测量三棱镜的顶角、最小偏向角(折射率)、色散率及光栅的衍射角(光栅常数)。
发明内容
本发明要解决现有技术中的双面镜干涉实验装置占用空间大，实验过程繁复的技术问题，提供一种结构精简，调控方便的双面镜干涉实验装置。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
一种双面镜干涉实验装置，包括：底座，设置在所述底座上的读数圆盘，设置在所述读数圆盘上方中间位置的双面镜，望远镜和平行光管。
所述望远镜的一端设有凸透镜，另一端设有测微目镜；所述望远镜上设有望远镜伸缩装置，其通过望远镜伸缩调节手柄的调节可将测微目镜伸出或缩回；所述望远镜通过望远镜平移滑道与所述读数圆盘下方转盘相连，通过转盘望远镜可以绕仪器中心轴转动，同时通过设置在所述望远镜平移滑道上的望远镜平移调节手柄的调节可将所述望远镜沿径向平移。
所述平行光管的一端设有单狭缝；所述平行光管上设有平行光管伸缩装置，其通过平行光管伸缩调节手柄的调节可将单狭缝伸出或缩回；所述平行光管通过平行光管平移滑道与所述读数圆盘上方固定架相连，通过设置在所述平行光管平移滑道上的平行光管平移调节手柄的调节可将所述平行光管沿径向平移。
在上述技术方案中，所述望远镜伸缩装置上设有标识测微目镜相对位置的望远镜刻度尺。
在上述技术方案中，所述平行光管伸缩装置上设有标识单狭缝相对位置的平行光管刻度尺。
在上述技术方案中，所述望远镜伸缩装置为与所述测微目镜相连的齿条装置，其可在望远镜伸缩调节手柄的调节下移动所述测微目镜的位置。
在上述技术方案中，所述平行光管伸缩装置为与所述单狭缝相连的齿条装置，其可在平行光管伸缩调节手柄的调节下移动所述单狭缝的位置。
本发明具有以下的有益效果：
本发明的双面镜干涉实验装置，利用对现有的分光计进行创新性改造，分别在望远镜和平行光管下方安装平移滑道，使得望远镜和平行光管可以在径向上实现平移，实现分别改变望远镜、平行光管相对于原分光计载物台所处中心位置的相对位置。
本发明的双面镜干涉实验装置，在望远镜和平行光管上分别设置了伸缩装置，使得测微目镜和单狭缝可以伸缩，进而改变望远镜和平行光管的总长度及功能。
本发明的双面镜干涉实验装置，实验装置结构精简，共轴调节方便快捷，实验过程清晰简洁。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为双面镜干涉实验原理示意图。
图2为现有技术中的分光计的结构示意图。
图3为本发明的双面镜干涉实验装置的结构示意图。
图中的附图标记表示为：
图2中：
1-亮十字物、2-望远镜目镜、3-分划板、4-望远镜物镜、5-平行光管物镜、6-单狭缝、7-载物台、8-读数圆盘、9-底座、10-望远镜、11-平行光管；
图3中：
12-望远镜平移滑道、13-望远镜平移调节手柄、14-分划板、15-测微目镜、16-标尺、17-望远镜刻度尺、18-凸透镜、19-平行光管物镜、20-单狭缝、21-平行光管平移滑道、22-平行光管平移调节手柄、23-双面镜、24-读数圆盘、25-底座、26-望远镜、27-平行光管、28-望远镜伸缩调节手柄、29-平行光管伸缩调节手柄、30-平行光管刻度尺。
具体实施方式
本发明的发明思想为：利用对现有的分光计进行创新性改造，使其可以进行双面镜干涉实验。实验装置结构精简，实验过程清晰简洁。
下面结合附图对本发明做以详细说明。
如图3所示，一种双面镜干涉实验装置，包括：底座25，设置在底座25上的读数圆盘24，设置在读数圆盘24上方中间位置的双面镜23，以及望远镜26和平行光管27。
望远镜26的左端设有凸透镜18，右端设有测微目镜15；测微目镜15物方焦平面上设有分划板14和标尺16。望远镜26上还设有望远镜伸缩装置，该望远镜伸缩装置通过望远镜伸缩调节手柄28的调节可将测微目镜15伸出或缩回；望远镜伸缩装置上设有标识测微目镜15相对位置的望远镜刻度尺17。
望远镜26通过望远镜平移滑道12与所述读数圆盘24下方转盘相连，通过转盘望远镜可以绕仪器中心轴转动，同时通过设置在望远镜平移滑道12上的望远镜平移调节手柄13的调节可将所述望远镜26平移；望远镜伸缩装置为与所述测微目镜15相连的齿条装置，该齿条装置可在望远镜伸缩调节手柄28的调节下移动测微目镜15的位置。
平行光管27的左端设有单狭缝20；平行光管27上设有平行光管伸缩装置，该平行光管伸缩装置通过平行光管伸缩调节手柄29的调节可将单狭缝20伸出或缩回；平行光管伸缩装置上设有标识单狭缝20相对位置的平行光管刻度尺30。
平行光管27通过平行光管平移滑道21与读数圆盘24上方固定架相连，通过设置在平行光管平移滑道21上的平行光管平移调节手柄22的调节可将平行光管27平移。平行光管伸缩装置为与单狭缝20相连的齿条装置，该齿条装置可在平行光管伸缩调节手柄29的调节下移动单狭缝20，改变其相对位置。
双面镜干涉实验的具体实验内容和实验步骤如下：
1、组装双面镜干涉实验装置。
将图3中的望远镜26和平行光管27按分光计调节方法调好后，再将平行光管物镜19去掉，载物台换成夹角可调的双面镜23，将望远镜物镜换成凸透镜18，望远镜目镜换成测微目镜15，使望远镜26改造成了透镜组如图3所示。
2、系统共轴调节。
调节望远镜平移调节手柄13，使单狭缝20与测微目镜15的分划板14之间距离大于凸透镜18焦距的4倍；
再调节望远镜伸缩调节手柄28改变测微目镜15与凸透镜18之间的距离，观察单狭缝20经双面镜23成的两个虚像作为物，经凸透镜18于测微目镜15的分划板14上所成的像，以及单狭缝20经凸透镜18于测微目镜15的分划板14上所成的像，并保证二者平行，共轴调节完成，之后将凸透镜18去掉。
3、调节装置结构，得到一组非常清晰的等间距的直线条纹。
以钠光灯作为光源照亮单狭缝作为缝光源，再将单狭缝20的间距调节窄一些；
用眼睛迎着光的方向向双面镜23表面看去，有缝光源的两个虚像S1和S2；
调节双面镜23的夹角，使虚像S1和S2很靠近；
再微调缝光源的方向，使缝光源与双面镜23交棱、两相干的虚像S1和S2均保持平行；
观察者通过测微目镜15看到沿水平方向伸展的相当明亮的区域内有一组非常清晰的等间距的直线条纹。
4、利用双面镜干涉测钠光的波长。
用测微目镜15测出十个条纹宽度，求出平均条纹宽度△x；
用毫米尺测出单狭缝20到测微目镜分划板14之间的距离D；
再将凸透镜18安装上，调节图3中的望远镜伸缩调节手柄28改变凸透镜18和测微目镜15之间的距离，同时调节望远镜平移调节手柄13整体移动望远镜，使宽为d的两个虚像S1和S2做为物经凸透镜18成实像于测微目镜15的分划板14上；
用测微目镜15测出像宽d'；
用毫米尺测物距S和像距S'；
利用的关系公式，求出(d也可以用二次成像方法测出)；
将d，D，△x代入条纹间距公式即可求出钠光的波长λ。
对本发明的双面镜干涉实验装置进行灵活调整，还可以进行牛顿环、迈克耳孙干涉、小孔衍射、多缝衍射等很多项光学实验。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种双面镜干涉实验装置，其特征在于，包括：底座(25)，设置在所述底座(25)上的读数圆盘(24)，设置在所述读数圆盘(24)上方中间位置的双面镜(23)，望远镜(26)和平行光管(27)；
所述望远镜(26)的一端设有凸透镜(18)，另一端设有测微目镜(15)；所述望远镜(26)上设有望远镜伸缩装置，其通过望远镜伸缩调节手柄(28)的调节可将测微目镜(15)伸出或缩回；所述望远镜(26)通过望远镜平移滑道(12)与所述读数圆盘(24)下方转盘相连，通过转盘望远镜可以绕仪器中心轴转动，同时通过设置在所述望远镜平移滑道(12)上的望远镜平移调节手柄(13)的调节可将所述望远镜(26)沿径向平移；
所述平行光管(27)的一端设有单狭缝(20)；所述平行光管(27)上设有平行光管伸缩装置，其通过平行光管伸缩调节手柄(29)的调节可将单狭缝(20)伸出或缩回；所述平行光管(27)通过平行光管平移滑道(21)与所述读数圆盘(24)上方固定架相连，通过设置在所述平行光管平移滑道(21)上的平行光管平移调节手柄(22)的调节可将所述平行光管(27)沿径向平移。
2.根据权利要求1所述的双面镜干涉实验装置，其特征在于，所述望远镜伸缩装置上设有标识测微目镜(15)相对位置的望远镜刻度尺(17)。
3.根据权利要求1所述的双面镜干涉实验装置，其特征在于，所述平行光管伸缩装置上设有标识单狭缝(20)相对位置的平行光管刻度尺(30)。
4.根据权利要求1所述的双面镜干涉实验装置，其特征在于，所述望远镜伸缩装置为与所述测微目镜(15)相连的齿条装置，其可在望远镜伸缩调节手柄(28)的调节下移动所述测微目镜(15)的位置。
5.根据权利要求1所述的双面镜干涉实验装置，其特征在于，所述平行光管伸缩装置为与所述单狭缝(20)相连的齿条装置，其可在平行光管伸缩调节手柄(29)的调节下移动所述单狭缝(20)的位置。
6.根据权利要求1所述的双面镜干涉实验装置，其特征在于，所述双面镜夹角可调。
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