《用鋼板尺測(cè)量激光的波長(zhǎng)》實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案本實(shí)驗(yàn)用最小分度為0.5mm的普通鋼尺“量”出只有0.0006mm左右的波長(zhǎng)，而且看到了反射角不等于入射角的“奇怪”現(xiàn)象.它說(shuō)明，反射定律只是在一定條件下才成立的，如果反射面上刻有許多很細(xì)而且等間距的刻痕，就可使不同波長(zhǎng)的光反射到不同的方向去，這就是現(xiàn)代高科技中常用的光學(xué)元件一一“光柵”的雛形.光柵是一種比棱鏡更好的分光器件。如果利用光柵的衍射原理就不難用普通的鋼尺測(cè)量出激光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤鈻诺姆止庾饔眉霸?，加深?duì)光的干涉、衍射概念的理解。學(xué)會(huì)利用普通的鋼尺測(cè)量激光的波長(zhǎng)的方法。加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力。實(shí)驗(yàn)儀器：小型半導(dǎo)體激光器一支、普通鋼尺一把、卷尺一把、膠帶紙若干、墊高物實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)利用光的波動(dòng)性質(zhì)，用一把普通的鋼尺就能夠巧妙地把這么短的波長(zhǎng)測(cè)出來(lái).它的測(cè)量原理如圖-1所示：讓一束激光照到鋼尺的端部，其中一部分激光從鋼尺上方直接照到觀察屏上的一S0點(diǎn)，其余激光從鋼尺表面反射到屏上.在屏上除了與一S0對(duì)稱(chēng)的S0點(diǎn)有反射亮斑外，還可看到一系列亮斑S0、S「s2、S3……Sn,。這是因?yàn)?，尺上是有刻痕的（刻痕的間距是d=0.5mm），光在兩刻痕間的許多光滑面上反射，這些反射光如果相位相同（即波峰與波峰相遇，波谷與波谷相遇），則它們會(huì)相?"上"：.*?：互疊加而加強(qiáng)，形成亮斑，否則會(huì)相互抵消而減弱.由圖-2可知，從光源某一點(diǎn)A發(fā)出而在相鄰光滑面B、B’反射的光，到達(dá)屏上C點(diǎn)時(shí)所經(jīng)過(guò)的路程差（稱(chēng)為光程差）為：A=ABC-ABC、=BD'-DB=d(cosa-cos8)(1)若△恰好等于零或等于波長(zhǎng)人的整數(shù)倍，則這些反射光的相位就相同，屏上C點(diǎn)就會(huì)出現(xiàn)亮斑.顯然，在P=a處，

△=0,這就是在S處的亮斑.在S1、S2、S3、S4、……處，必有:01234△=人，△=?人，△=3人,^=4人因此，由(1)式可知：⑵(3)(4)(5)p2、P3、p4……就可從以(6)d(cosa——cosp1)=人d(cosa——cosp2)=2人d(cosa——cosp3)=3人d(cosa——cosp⑵(3)(4)(5)p2、P3、p4……就可從以(6)tanp=h：L其中，L是尺端到屏的距離，h是各亮斑到O點(diǎn)的距離，而O點(diǎn)位于S0點(diǎn)和一S0點(diǎn)的中心?量出各亮斑間的距離即可求得各p值，而對(duì)應(yīng)于亮斑S0的p就是a。聯(lián)立(2)⑶⑷(5)(6)式得"=牛]Jh:+L2一Jh:+L2]n項(xiàng)1，2,3i"X70Vn/實(shí)驗(yàn)儀器：小型半導(dǎo)體激光器一支，普通長(zhǎng)鋼尺一把，卷尺一把，升降臺(tái)實(shí)驗(yàn)步驟：按圖1所示放置好儀器，并讓激光照到鋼尺的端；在觀察屏上調(diào)節(jié)出明亮清晰的亮斑(實(shí)驗(yàn)中墻壁為觀察屏)；使用卷尺量出鋼尺的端到觀察屏水平的亮斑的距離L，記錄數(shù)據(jù)；用普通長(zhǎng)鋼尺量出最下的亮斑到相臨6點(diǎn)亮斑的距離，以-S0為坐標(biāo)原點(diǎn)分別記錄為坐標(biāo)-S0,+S0,S1，S2,S3，S4,S5,S6，記錄數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)記錄表上；關(guān)掉電源，收拾儀器整理桌面。鋼板尺測(cè)激光波長(zhǎng)原始數(shù)據(jù)記錄表:

明紋位置-S0+S0S1S2S3S4S5S6坐標(biāo)/cm長(zhǎng)度Lh0h1h2h3h4h5h6單位/cm鋼尺的誤差A(yù)inst=0.1mm數(shù)據(jù)處理：ho=(+So佃泌hi=S1-hoh2=S2-h0h3=S3-h0h4=S4-h0h5=S5-h0h6=S6-h0dfLL'1hi=S1-hoh2=S2-h0h3=S3-h0h4=S4-h0h5=S5-h0h6=S6-h0d—1_nAK=z入

nii=1對(duì)3求不確定度:h0、h3都是單次測(cè)量，因此不確定度為k倍的儀器誤差U廣U.=Uh3=k△胸其中k=1，其中U3=IWUL2+【另:'0/2+:艾U]'3/22即:2dh23(h