科技|什么？竟然能用尺子量出激光波长 | 正经玩
什么？
竟然能用尺子量出激光波长
是物理所的特制尺子吗？
不是 ， 就是普通的钢尺哦
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实验器材
所标杯、钢尺、激光笔
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实验过程
安全提示
实验中用到激光 ， 使用时请注意安全
小朋友请在大人陪同下进行实验
将钢尺摆在桌子边缘 ， 读出钢尺刻线之间的距离d ， 并测量出钢尺到光屏的距离D 。
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这是一张光路图
用激光笔照射钢尺边缘 ， 调整入射光 ， 使其与钢尺夹角较小 ， 并能同时看到直射光线、反射光线和多级干涉条纹的光斑 。 这里需要提醒大家 ， 光斑越小越容易测量哦 。
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干涉条纹
测量直射光线光斑与反射光线的光斑之间的距离d1 ， 及反射光线的光斑与一级干涉条纹的光斑之间的距离d2 。
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测量中
使用公式
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计算出光波波长 。 原理解说
有一天老师让大家测量一张纸的厚度 ， 而聪明的小明数了一百张纸 ， 测出了总共的厚度 ， 再将其除以一百就完成了老师的任务 。 当我们有一把钢尺的时候 ， 能不能也像聪明的小明一样测出光波波长呢？当然是不行的 ， 如此测量需要迈克尔孙干涉仪的帮助 ， 我们今天使用的原理是光栅掠入射法 。
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透射光栅（不是今天的主角）
光栅是由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件 ， 而钢尺上的刻度正好构成了一个光栅 。 当我们用激光照射钢尺的边缘时 ， 一部分光直接照射至光屏上 ， 另一部分照射至钢尺表面发生干涉 。
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光栅掠入射示意图
如图所示 ， 设 A 和 B 为相邻两刻度 ， 相距 d。 设入射光与钢尺夹角为 α， 出射光与钢尺夹角为 β。 由光学原理可知 ， 当在相邻两刻度上的光程相差 k 倍波长 λ 时 ， 有光强极大值 ， 此极大值称为 k 级条纹 。 有光栅方程：dcosα-dcosβ=kλ 。
当k=0时 ， α=β入射角等于反射角 ， 为几何反射光 。
当k0时 ， 为我们在光屏上看到的+k级条纹 。
当klt;0时 ， 由于实验中α足够小 ， 故条纹不可见 。
本次实验中我们使用的是k=0和k=1时的条纹 ， 设其出射角分别为θ0和θ1 。 可知入射光和反射光之间夹角为2θ0 ， 反射光和一级条纹之间的夹角为θ1-θ0 。
故由几何关系有：
d1/2D=tanθ0
d2/D+d1/2D=tanθ1
带入光栅方程 ， 得到
d(cosθ0-cosθ1)=λ
由以上三式解得
带入测量数据就可以得到激光波长了！大家测量的结果有落在可见光区间吗？
上期回顾
NO.226 今天是1024 ， 我们整了点 “float” | 正经玩
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01.(x2+y2-1)3+x2y3 = 0 ??的实验分享如下：
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02.B.C.的实验分享如下：
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03.chenfang的实验分享如下：
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04.TLL的实验分享如下：
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