文档介绍：2014 年 12 月
廊坊师范学院学报( 自然科学版)
Dec. 2014
第 14 卷第 6 期
Journal of Langfang Teachers College( Natural Science Edition)
Vol. 14 No. 6
光拍法测光速的实验结果分析
高平
( 吕梁学院,山西吕梁 033000)
【摘要】通过对光拍法测光速的实验结果进行讨论分析,总结了用光拍法测光速的最佳条件以及在实验过程中的操作技巧,该结果对进一步提高实验的精确度具有重要意义。
【关键词】光拍法; 光速; 光拍频波
The Experimental Results Analysis of Optical-beat Method of Measuring the Velocity of Light
GAO Ping
【Abstract】 The optimal conditions and operation skills during the experiment have been concluded by the analysis of re- sults measuring the velocity of light,it is very important for further improving the accuracy of the experiment.
【Key words】 optical-beat method; velocity of light; optical beat wave
〔中图分类号〕O4 - 33 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1674 - 3229( 2014) 06 - 0053 - 03
0 引言
之间满足以下关系: c = s
Δt
= λf
光速是物理学中最重要的基本常量之一,许多物理概念及物理量的定义都与光速有着紧密的联系。因此,光速的精确测量[1 - 3] 有着很重要的物理意义及实用价值,对光速的测量也是物理学家一直十分关注的研究课题。
测量光速的方法很多,有迈克尔逊光速测量、光纤测量、空腔共振法测量等。光拍法是测量光速的一般方法,尤其以 LM2000C 光速测量仪进行测量最为常见,因其操作简单及精准度高而备受人们的青睐。但是,该仪器的调节比较困难,而且一些细微的不当操作可能引起较大的实验误差。本实验利用 LM2000C 光速测量仪对光速进行了测量,并对实验过程中的注意事项进行了具体分析。
1 实验原理
光速 c 与光传播的距离 s、传播所需时间Δt 三者
上式中的λ为光波长,f 为光波的频率。光波长
容易测得,但光波频率较高,约 1014 Hz,而光电转换器灵敏度有限,对如此高频率变化的光强来不及做出反应,因此,对光速进行直接测量是很困难的。如
果使光频 f 变低,例如 10MHz,那么波长约为 30m,这
时测量就非常方便,这种将光拍的频率变低的方法就是光拍频法[4]。
1. 1 光拍的形成
利用一束激光通过驻波法产生频差较小的两束光,假设这两束光波振幅均为 E,角频率分别为ω1 和ω2 ( 相差很小) ,则有
E1 = Ecos( ω1 t - k1 x + φ1 )
E2 = Ecos( ω2 t - k2 x + φ