4、LM2000C使用说明实验讲义.pdf

LM2000C光拍法光速测量仪

前言

从17世纪伽利略第一次尝试测量光速以来,各个时期人们都采用最先进的技术来测量光速.现在,光在

一定时间中走过的距离已经成为一切长度测量的单位标准,即“米的长度等于真空中光在1/299792458秒的

时间间隔中所传播的距离”。光速也已直接用于距离测量,在国民经济建设和国防事业上大显身手,光的速

度又与天文学密切相关,光速还是物理学中一个重要的基本常数,许多其它常数都与它相关,例如光谱学中

的里德堡常数,电子学中真空磁导率与真空电导率之间的关系,普朗克黑体辐射公式中的第一辐射常数,第

二辐射常数,质子、中子、电子、μ子等基本粒子的质量等常数都与光速C相关。正因为如此，巨大的魅

力把科学工作者牢牢地吸引到这个课题上来，几十年如一日，兢兢业业地埋头于提高光速测量精度的事业。

LM2000C采用光拍法测量光速，是老式光拍法光速测量仪的升级换代产品。它采用了主频达75MHz

的声光器件，使光拍频达到了150MHz，波长降到2m，并由此大大减小了仪器的体积（0.7m×0.2m），实

现了0~2π连续移相，这些都是老式光拍法光速测量仪所无法比拟的。

利用LM2000C可开设实验：1.光拍法测量空气中光速。2.光拍法测量介质中光速（选购介质管后可

做）3.声光法测量透明介质中的声速。

PartI光拍法测量光速

第1章实验目的和原理

1.1实验目的

1．理解光拍频的概念。

2．掌握光拍法测光速的技术。

1.2实验原理

1．光拍的产生和传播：

根据振动迭加原理，频差较小、速度相同的二同向传播的简谐波相迭加即形成拍。考虑频率分别为f1

和f2（频差

△f=f1-f2较小）的光束(为简化讨论，我们假定它们具有相同的振幅)：

E1＝Ecos(ω1t–K1X+ф1)

E2＝Ecos(ω2t–K2X+ф2)

它们的迭加

ωϕωϕ−ωω−+ϕϕ+

xx

EEEE12t1+2×12t−1+2（1）

=+s122cos−cos

2c22c2

ωω+ωω+ϕϕ+

x

12，振幅为1212的前进波。注意到的振幅以频率

是角频率为2Ecost−+Es

22c2

ωω+