实验22光调制法测量光速

1、实验 22 光调制法测量光速1 能否对光的频率进行绝对测量，为什么？（目前没有仪器能直接测量， 要测量先要转换为电信号，目前也没有光电转换接收器能响应频率如此高的光强 变化）提示：如果已知光波长如（ 0.65 微米，波长可以用光干涉（如迈克尔逊干 涉）测量），再应用本实验的测量方法测出光速，便可间接测出光的频率（C = f * X）o绝对测量是 什么意思？指的是直接测量？2 仪器中光源的波长为 0.65 微米，为什么还要测量波长？提示：因为实验是对光波进行调制后，通过测量光调制波波长2调和频率f调来测量光速：C =f调*入调，但调制波的波长并不等于原光波波长0.65微米。3 什么是位相法测定调

2、制波的波长？在本实验中是如何实现的？提示：看教材。1）通过测量调制波传播距离上两点位置处的位相差来间接测量调制波波长2调的方法就叫做位相法测定调制波的波长。实验通过对原红光光波进行调制使其变成光电接收器能响应的 100MHz 调制光波（调 制光波光速不变） ，再通过差频法把高频基准调制波和接受到的高频待测调制波两信号 分别变为 455KZH 的两低频信号（变频后两信号相差不变） ，然后根据现)(P.133 ,(22-3 )式)，应用“等距离法”或“等相位法”来实4 .红光的波长为0.65微米，在空气中只走 0.325微米就会产生相位差n而我们在实验中却将棱镜小车移动了0.75米左右的距离，才能

3、产生相位差n。这是为什么?側=心提示：，对波长为0.65微米的载波(红光)传播中相位改变一个n所走过的距离0.325微米，而实验是通过测量调制波波长来测量光速，调制波波长并不等于0.65微米，而是约米。5 .本实验所测定的是100MHz调制波的波长和频率，能否把实验装置改成 直接发射频率为100MHz的无线电波并对它的波长和频率进行绝对测量。为什么?6.针对“等距法”用作图法处理数据，过程包括正确的画图，如作 D- 0直线或D- At直线，和相关计算，最后得到待测量C作图法处理数据示例：等间距测量法一等间距移动反射棱镜，从示波器读出待测波对基准波的相移时间ti。调制信号波频率f调-10 8Hz

4、(100MHz)，差频信号频率 f'=452.6KHz , T'=1/ f'的相移时间：ti测量数据记录于下表一表一仪器：数字示波器M:250nSCH1:500mVCH2:500mVxi(mm)ti(ns)D i=x i-x0 mm =t i-to ns（弧度）50.0360.0100.0430.050.070.00.199015150.0500.0100.0140.00.398031200.0570.0150.0210.00.597046250.0650.0200.0290.00.824492300.0730.0250.0370.01.051938350.0810.0

5、300.0450.01.279385400.0880.0350.0520.01.478400450.0950.0400.0590.01.677415说明：Xi从导轨上标尺读岀，ti从数字示波器上测岀，后三列数E &触=2兀作图法处理数据：2V示波sumX门(2)稱和揖 I据从测量数据计算得到，其中各由1算有ir由得图线斜率Z_S = wD 或 /-/c=4"*2x2.210x1()-*总V L497M2.9伽</nsL4f)C7x t 279. 1710()0-仆91X). OMt Ml. U7W). n1(Ml. O300. 00, 050. 0 I (MX 150.

6、 2fX).2网，300.3f>0. 400.1W. 500.电=密归鈔空=i 497&M讪)= 1.497 x 1 乜-耳f43B-80u MJJ3>*p. i t i b rBini. "Ln. o Y< 4Jv.tJ*A (KOO.?比辿熬瞌讥對C = y*>U = lxlO8x 2.95 = 295x所以光速(3) fl： At-D M圈线斜率：由Vft yj 563*98 11K19 t .严小-出、 =；=380-80='网畑曲)=x 10 帥)TfA/ =-* 2D =由6. IT" 2x2.210xl0_6, Y=V= 1.5095x10- =2 93(W°h 00043(2&g