The experimental method of the invention discloses a single optical heterodyne phase measurement method of light in the air, which is characterized by single channel optical beat between high reflectivity parallel plane mirror reflected many times in the two block long distance between spots, the formation of astigmatism in mirror, photoelectric detector receives light spot light beat signal observation on the oscilloscope, phase changes with light beat spot optical path, based on geometrical optics formula, optical beat phase difference is proportional to the spot number n, using linear fitting to calculate the slope and the speed of light. The main feature of this method is: 1. single path, do not need to use the light chopper will beam into optical remote and short-range optical path adjustment range; 2. 40cm 4000cm, the corresponding phase adjustment range (0 16 PI), more than 3. point measurement data fitting, reliable and accurate measurement results; 4. the incident angle, stable performance, precise control, plate spacing can be adjusted accurately, the optical path difference measurement error is less than 0.01%, the relative error of velocity measurement is less than 0.1%.
【技术实现步骤摘要】
一种单路光拍相位法测量光速的实验方法
本专利技术属于物理实验教学领域,涉及光拍频测量光速的方法。技术背景光速是物理学的最基本常数,光速测量实验是大学物理基本实验项目,目前开设本实验的院校达500家以上。传统的光拍法测量光速实验其核心是用斩光器将光拍分为两路:远程光和近程光,使二路光拍进入同一个光电探测器,再通过示波器比较相位,当相位差等于2nπ(n≥1的整数)时,测量远程光和近程光的光程差,即光拍波长Λ,利用c=fΛ算出光速,但是目前所有本类实验仪器相位差只能达到2π,原理上只能有一个测量数据点n=1,实验偶然误差大,如技术专利CN85201060的方法。专利CN200610117324的方法,是用光信号与电信号的时间差在5m范围内测量光速,依赖于电子技术及10ms的时间差测量,技术上难度大。本项目是利用光拍在两个平行反射镜多次反射,通过调节平行反射镜间距和光拍入射角度可以增加光程差,移动光电探测器由示波器即可测量位相与光程的关系,实验中相位差可调范围扩展到(0-16π),远程光和近程光波形可以重合8次以上,一次实验过程可以得到8组实验数据,通过线性拟合求得光速,实验误差显著减小(见下面的原理图1)。同时,由于不需要(1-2)m的长导轨,实验仪器的尺寸大大缩小,制造成本降低40%以上,具有广阔的推广前景。
技术实现思路
针对现有方法依靠斩光器和单点测量的缺点,提供一种具有单路光拍、多点测量、线性拟合的特点的光速测量实验方法,减少光速测量误差,其特征和步骤是:(1)让光拍在两块互相平行的矩形高反射率镀膜刚性反射镜(如玻璃或合金等)之间多次反射形成等间距小光斑 ...
【技术保护点】
一种单路光拍相位法测量光速的实验方法,其特征和步骤是:(1)让光拍在两块互相平行的矩形高反射率镀膜刚性反射镜(如玻璃或合金等)之间多次反射形成等间距小光斑,依次标记为0,1,2,...,N,光斑总数(
【技术特征摘要】
1.一种单路光拍相位法测量光速的实验方法,其特征和步骤是:(1)让光拍在两块互相平行的矩形高反射率镀膜刚性反射镜(如玻璃或合金等)之间多次反射形成等间距小光斑,依次标记为0,1,2,...,N,光斑总数(N+1)和相邻两光斑间距a以及光斑的光程S(以0号光斑为参考光)可根据反射镜的长度L和光拍入射角θ度及两反射镜距离D调节(如图1),第n个光斑的光程为(1.1)(2)移动光电探测器到光斑n处以接收光斑的光拍信号,在示波器内扫描工...
【专利技术属性】
技术研发人员:马美仲,李宏光,丁亚娟,
申请(专利权)人:鲁东大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。