光調(diào)制法測(cè)量光速實(shí)驗(yàn)要求與指引

實(shí)驗(yàn)指引PAGEPAGE1根據(jù)WXD原稿改編《光調(diào)制法測(cè)量光速》實(shí)驗(yàn)要求與指引實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求：（實(shí)驗(yàn)前完成）明確本實(shí)驗(yàn)要求做的內(nèi)容（根據(jù)測(cè)量光在空氣中的速度，其中分別用“等間距法”和“等相位法”測(cè)量）；閱讀實(shí)驗(yàn)原理部分，弄懂光調(diào)制的一般性原理，掌握本實(shí)驗(yàn)光波長的測(cè)量方法——測(cè)相位法（“等間距法”和“等相位法”）；閱讀【注意事項(xiàng)】；寫好預(yù)習(xí)報(bào)告（預(yù)先寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告里的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理（要有文字描述、有關(guān)公式）、實(shí)驗(yàn)主要步驟等部分以及在預(yù)習(xí)報(bào)告紙上設(shè)計(jì)畫好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄表格和做好要求做的預(yù)習(xí)思考題（P.132）的預(yù)備問題（1）、（3）。實(shí)驗(yàn)測(cè)量要求1、示波器預(yù)熱打開示波器及測(cè)量儀開關(guān)，預(yù)熱儀器。2、光路調(diào)整及連線⑴置反射鏡于450.0mm處，調(diào)好光路：用一白紙放于反射光接收口處，調(diào)節(jié)反射鏡的螺絲最后把反射鏡移到50.0mm處以此作為開始測(cè)量點(diǎn)。⑵用信號(hào)線連接示波器與測(cè)量儀：基準(zhǔn)信號(hào)（正弦波）接入數(shù)字示波器CH1通道，測(cè)相信號(hào)接入CH2通道。3、示波器調(diào)節(jié)⑴按下“自動(dòng)量程”方形按鈕（最上方第一排按鈕第一個(gè)），使屏幕出現(xiàn)兩個(gè)波形；自動(dòng)量程按鈕⑵打開示波器兩通道：分別按下彩色按鈕“CH1MENU”和“CH2MENU”，記下差頻基準(zhǔn)信號(hào)的頻率f′（在屏幕右下角處顯示），并計(jì)算出周期T′；自動(dòng)量程按鈕光標(biāo)按鈕耦合按鈕⑶調(diào)節(jié)兩通道基準(zhǔn)線于屏幕中心：先按下彩色按鈕“CH1MENU”，再按下相應(yīng)的耦合按鈕（位于屏幕右方第一個(gè)）選擇“接地”，然后調(diào)節(jié)垂直位置旋鈕（位于彩色按鈕“CH1MENU”上方）使基準(zhǔn)線置于屏幕中心，最后耦合按鈕選回“直流”；CH2通道基準(zhǔn)線的調(diào)節(jié)重復(fù)CH1通道的步驟。光標(biāo)按鈕耦合按鈕光標(biāo)反白顯示處⑷調(diào)節(jié)示波器面板右方水平“秒/格”旋鈕，使屏幕顯示盡可能大的整波形（屏幕下方M值顯示為250ns）；光標(biāo)反白顯示處⑸調(diào)節(jié)兩通道垂直光標(biāo)：ti基準(zhǔn)波形（不動(dòng)）待測(cè)波形（動(dòng)）ti光標(biāo)1不動(dòng)移動(dòng)光標(biāo)2ti基準(zhǔn)波形（不動(dòng)）待測(cè)波形（動(dòng)）ti光標(biāo)1不動(dòng)移動(dòng)光標(biāo)2分別選屏幕右方第四、第五個(gè)按鈕，使屏幕上相應(yīng)的光標(biāo)1和光標(biāo)2成反白顯示，再調(diào)節(jié)面板左上角大旋鈕，將光標(biāo)1、光標(biāo)2的垂直標(biāo)線置于右圖示位置，讀出并在數(shù)據(jù)表上記錄兩光標(biāo)的時(shí)間差ti值（此即為待測(cè)信號(hào)對(duì)于基準(zhǔn)信號(hào)的相移時(shí)間差，用于計(jì)算兩信號(hào)的相位差ΔΦ）。4、實(shí)驗(yàn)測(cè)量⑴等距離測(cè)量法移動(dòng)反射鏡每增加50.0mm，旋轉(zhuǎn)面板左上角大旋鈕移動(dòng)光標(biāo)2的垂直標(biāo)線至待測(cè)信號(hào)波形（藍(lán)色）與水平基線相交點(diǎn)，從反白處讀數(shù)并記錄相移時(shí)間ti值，直到450.0⑵等相位測(cè)量法把反射鏡移回50.0mm處；把光標(biāo)2的垂直標(biāo)線移至待測(cè)信號(hào)波形（藍(lán)色）與水平基線相交點(diǎn)，從反白處讀數(shù)并記錄相移時(shí)間t0值；接著旋轉(zhuǎn)大旋鈕移動(dòng)光標(biāo)2使相移時(shí)間每次增加50.0ns（在光標(biāo)2反白處讀數(shù)），再移動(dòng)反射鏡使待測(cè)信號(hào)波移到光標(biāo)2位置，讀出并記錄反射鏡這時(shí)的位置讀數(shù)xi。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求（實(shí)驗(yàn)后完成）按實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式要求寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其中思考題做P.132的1、2、3題。（注意不要缺了有關(guān)的計(jì)算過程以及實(shí)驗(yàn)分析討論和思考題等部分）測(cè)量數(shù)據(jù)記錄和處理計(jì)算參考調(diào)制信號(hào)波頻率f=108Hz(100MHz)，差頻信號(hào)頻率f′=452.6KHz，T′=1/f′=1/452.6KHz=2.210μS，反射棱鏡位置：xi，待測(cè)波對(duì)基準(zhǔn)波的相移時(shí)間：ti波長測(cè)量方法一：等間距測(cè)量法——等間距移動(dòng)反射棱鏡，從示波器讀出待測(cè)波對(duì)基準(zhǔn)波的相移時(shí)間ti。表一儀器：數(shù)字示波器M:250nSCH1:500mVCH2:500mVnxi(mm)ti(ns)Di=xi-x0△ti=ti-t0φiλi(mm)050.0360.0mmns（弧度）1100.0430.050.070.00.1990153157.12150.0500.0100.0140.00.3980313157.13200.0570.0150.0210.00.5970463157.14250.0650.0200.0290.00.8244923048.35300.0730.0250.0370.01.0519382986.56350.0810.0300.0450.01.2793852946.77400.0880.0350.0520.01.4784002975.08450.0950.0400.0590.01.6774152996.63053.1其中表中各Φ和λ值由下面公式計(jì)算得到。作圖處理數(shù)據(jù)：波長測(cè)量方法二：等相位測(cè)量法：移動(dòng)反射棱鏡使示波器屏幕上待測(cè)波形每移動(dòng)一小格，讀出相應(yīng)的反射棱鏡位置讀數(shù)xi。差頻基準(zhǔn)波信號(hào)頻率：f′=452.658KHz,T′=2.210us。表二數(shù)字示波器設(shè)置：44小格/T′，M：250ns/格，50ns/小格nti(小格)xi(mm)Di=xi-x0△ti=ti-t0λi(mm)00.050.00mmns11.080.0630.150.02657.322.0117.0067.0100.02961.433.0150.80100.8150.02970.244.0185.60135.6200.02996.855.0223.00173.0250.03058.666.0255.00205.0300.03020.377.0284.20234.2350.02957.688.0316.30266.3400.02942.699.03