文档介绍：声光效应与光拍法测光的速度摘要:本实验主要是利用声光效应原理及驻波法产生声光频移,利用光拍法测得光在空气中的速度。声光效应为光通过被声波扰动的介质时发生散射或衍射的现象。我们利用这一效应产生光拍频波。再用双光束相位比较法测量光速。关键词:声光效应、频移、双光速相位比较法、光拍频波引言光速是最基本的物理常数之一,光速的精确测量和特性研究与近代物理学和实验技术的许多重大问题关系密切。由于光速的数值很大,光波的波长很小,其测量面临着一系列问题。直到1960年出现激光后,用激光得到现在认为最精确光速值c=(299792458±1)m/s。声光效应在光信号处理和集成光通讯方面有重要应用。本实验利用声光效应可以产生光拍频波,最后通过对光拍频波光强信号的检测可以间接地测得光速。,两束传播方向相同,频率相差很小的简谐波相叠加即形成拍。对于振幅都为E0,圆频率分别为ω1和ω2,且沿相同方向(假设为沿x方向)传播的两束单色光1 0 1 1cos[ ( - ) ]xE E tc? ?? ?2 0 2 2cos[ ( - ) ]xE E tc? ?? ?它们的叠加为:1 2 1 2 1 2 1 21 2 02 cos[ ( ) ( )] cos[ ( ) ( )]2 2 2 2x xE E E E t tc c? ? ??????? ???? ?? ?????当ω1>ω2,且Δω=ω1-ω2较小时,合成光波是带有低频调制的高频波,振幅为1 2 1 202 cos[ ( - ) ( )]2 2xE tc? ? ??? ??,角频率为1 22? ??,振幅以1 22f? ???? ?频率周期性地缓慢地变化。(如图1)图1拍的形成图2、,光电检测器所产生的光电流与接受到的光强成正比:2I gE?……………………………………………………公式1式中g为光电转换系数。实际得到的光电流Ic近似为响应时间τ内光电检测器接收到的光强的平均:20 1 2 1 22 1 cos[( )( ) ( )]1cxgE tcI Idt?? ? ???? ?? ?? ?? ???????……………公式2在某一时刻t,置于不同空间位置的光电检测器将输出不同相位的光电流,因此,用比较相位的方法可以间接测定光速。假设在测量线上有两点A和B,由(4)式可知,在某一时刻t,当点A与B之间的距离等于光拍频波波长λ的整数倍时,该两点的相位差为1 2( )( ) 2