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光的时间相干性 1100011303-张学伟 1组4号 6/14/2013 目目目的的的要要要求求求 1. 观测几种光源的相干长度，加深对光源时间相干性的理解 2. 测定汞黄双线的波长差∆(用两种方法) 3. 测定汞黄线的线型与线宽), 定量认识谱线的线型、线宽和双线波长差对干涉图各有什么影响 仪仪仪器器器用用用具具具 M-干涉仪, He-Ne激光器, 汞灯, 白炽灯, 光阑, 扩束镜, 黄干涉滤光片, 颜色玻璃. 实实实验验验原原原理理理 光光光源源源的的的时时时间间间相相相干干干性性性 可以用谱线宽度和最大光程差∆ 描述光源的时间相干性. 理理理想想想的的的单单单色色色光光光 理想的单色光波列为无限长. 光程差连续改变时, 条纹可见度不变. 准准准单单单色色色光光光 由光源的相干长度，可求出光源的相干时间 ∆ 2 0 = = 双双双线线线结结结构构构的的的光光光 从上面的公式可以得到: 2 ∆ = 2 1 ∆ 2∆ 1 白白白光光光的的的相相相干干干长长长度度度 白光可视为由可见光范围内所有不同波长的光的组合, 总强度是各波长光的干涉条纹的非相干叠加。 实实实验验验内内内容容容 调调调节节节仪仪仪器器器与与与白白白光光光相相相干干干长长长度度度测测测量量量 1. 粗调, 使M1与M2’大致平行. 2. 调出非定域圆条纹, 使得M1与M2’基本严格平行. 在光阑和M-仪中加一扩束镜, 让光均匀照在G1 上. 只 要M1, M2 的反射像重合, 就可以在毛玻璃上看到干涉条纹. 再调节微动螺钉, 就可以得到非定域圆条纹. 3. 再调节激光的等倾条纹. 把毛玻璃插入到扩束镜与G1之间, 使光束成为扩展光源, 用眼睛接受, 可以看 到圆条纹. 调节M2 的微动螺钉, 使得眼睛上下左右移动时, 圆条纹不吞不吐, 即为等倾条纹. 4. 将等倾条纹调为等厚条纹. 调节粗调手轮, 使得等倾条纹粗而疏, 此时M1与M2’ 比较接近. 再调节小螺 钉, 使得M1与M2’有一个小倾角. 这时就可以观察到等厚干涉条纹. 5. 最后可以调出白光干涉条纹. 在干涉条纹变直的附近, 加上白光光源. 缓慢转动手轮, 直到看到彩色条 纹. 测量白光条纹在市场中心时的M1镜位置. 2 6. 从0级条纹开始向一侧数, 设有 条黑( 白)条纹, 则可估算∆ . 取为550 10 nm. 并求出 1 1 1 1 1 相干时间t. 测测测量量量橙橙橙色色色玻玻玻璃璃璃片片片滤滤滤光光光后后后光光光束束束的的的相相相干干干长长长度度度 把橙色玻璃放在白炽灯与干涉仪之间. 缓慢转动微调手轮, 可以看到条纹随之移动. 到看不到条纹为止, 数出 经过的条纹数 . 估算∆ 与相干时间t. 2 2