巧用“鋼尺”測量激光波長

摘 要：介紹了一種利用“鋼尺”和激光筆測量激光波長的簡單而巧妙的方法。

關鍵詞：鋼尺；激光筆；波長

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2007)9(S)-0057-2

一把普通鋼尺在日常生活中常常用來粗測物體的長度，但是如果有精妙的實驗方案，利用小小的鋼尺完全可以較精確的測量出激光的波長。這聽來似乎完全“不可思議”。如果能夠巧妙的利用光的波動性的話，這個奇跡完全可以創(chuàng)造。而且本試驗所需器材簡單易找，完全來源的于日常生活，符合“從生活到物理”的新課程理念。是學生課下作為“探究性”實驗的極好素材。

1 實驗器材

普通激光筆一支；鋼尺一把（精度1mm）；白紙若干；卷尺一把；膠帶紙若干。

2 實驗原理

激光是一種方向性和單色性極好的光源，試驗過程中首先將鋼尺固定在水平桌面上，使激光的一部分照射在鋼尺的刻痕上，一部分反射到垂直于桌面的墻壁上。這時通過微調激光的入射角度，則會在墻面上出現系列亮點S0，S1，S2，S3等。這是因為激光在鋼尺兩刻痕之間的許多光滑面上均發(fā)生了反射，這些反射光線如果相位相同則會相互疊加而在墻面上形成亮斑。原理如圖1所示。

由激光器A點發(fā)出的光線經過鋼尺上B，B1的反射到達墻壁上的C點，兩條光線的光程差，如圖2所示，可以表示為

當光程差恰好等于波長的整數倍時，則在墻壁上出現亮點，若角a等于角b時，光程差為零，此時對應于墻壁上的中央亮點S0，依次S1，S2，S3，S4點對應于光程差為1倍波長，2倍波長，3倍波長，4倍波長的位置。根據光程差公式有

所以只要測量出角度a，b，就可以測量出激光的波長。如圖1和圖2所示可知：

tanβ=h/L，tanα=h0/L。（3）

（h0為中央亮斑到水平面O點的距離）

因此只要測量出各亮斑到O點的距離h以及激光的照射中心到墻面的距離L即可測量出激光的波長。

3 注意事項及實測數據處理

（1）激光的入射角度最好控制在兩度左右，入射角度過大，照射在鋼尺上的條紋數目有限，影響觀測效果。入射角度過小，激光容易直射到墻面上面得不到干涉圖樣。

（2）測量數據：

參考文獻：

沈元華.陸申龍.基礎物理實驗［M］.北京：高等教育出版社，2003

(欄目編輯王柏廬)

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