[巧用“钢尺”测量激光波长]用钢板尺测量激光的波长

  摘 要:介绍了一种利用“钢尺”和激光笔测量激光波长的简单而巧妙的方法。   关键词:钢尺;激光笔;波长   中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2007)9(S)-0057-2
  
  一把普通钢尺在日常生活中常常用来粗测物体的长度,但是如果有精妙的实验方案,利用小小的钢尺完全可以较精确的测量出激光的波长。这听来似乎完全“不可思议”。如果能够巧妙的利用光的波动性的话,这个奇迹完全可以创造。而且本试验所需器材简单易找,完全来源的于日常生活,符合“从生活到物理”的新课程理念。是学生课下作为“探究性”实验的极好素材。�
  1 实验器材�
  普通激光笔一支;钢尺一把(精度1mm);白纸若干;卷尺一把;胶带纸若干。�
  2 实验原理�
  激光是一种方向性和单色性极好的光源,试验过程中首先将钢尺固定在水平桌面上,使激光的一部分照射在钢尺的刻痕上,一部分反射到垂直于桌面的墙壁上。这时通过微调激光的入射角度,则会在墙面上出现系列亮点S�0,S�1,S�2,S�3等。这是因为激光在钢尺两刻痕之间的许多光滑面上均发生了反射,这些反射光线如果相位相同则会相互叠加而在墙面上形成亮斑。原理如图1所示。�
  由激光器A点发出的光线经过钢尺上B,B�1的反射到达墙壁上的C点,两条光线的光程差,如图2所示,可以表示为�
  当光程差恰好等于波长的整数倍时,则在墙壁上出现亮点,若角a等于角b时,光程差为零,此时对应于墙壁上的中央亮点S�0,依次S�1,S�2,S�3,S�4点对应于光程差为1倍波长,2倍波长,3倍波长,4倍波长的位置。根据光程差公式有�
  所以只要测量出角度a,b,就可以测量出激光的波长。如图1和图2所示可知:�
  tanβ=h/L,tanα=h�0/L。(3)�
  (h�0为中央亮斑到水平面O点的距离)�
  因此只要测量出各亮斑到O点的距离h以及激光的照射中心到墙面的距离L即可测量出激光的波长。�
  3 注意事项及实测数据处理�
  (1)激光的入射角度最好控制在两度左右,入射角度过大,照射在钢尺上的条纹数目有限,影响观测效果。入射角度过小,激光容易直射到墙面上面得不到干涉图样。�
  (2)测量数据:�
  
  参考文献:�
  沈元华.陆申龙.基础物理实验[M].北京:高等教育出版社,2003
  (栏目编辑王柏庐)
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