激光光速測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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1、綜合物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：激光光速的測(cè)定系別理學(xué)院物理系專業(yè)班號(hào)光信息實(shí)驗(yàn)日期2014年5日姓名—學(xué)號(hào)交報(bào)告日期2014年6月1日實(shí)驗(yàn)儀器：He?Ne激光器及電源適配器，實(shí)驗(yàn)基臺(tái)，透鏡及反射平面鏡，光接收器，示波器及函數(shù)發(fā)生器，30米卷尺及平板小車，連接電纜若干實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介利用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，調(diào)整激光器輸出為高頻周期脈沖方波信號(hào)，等距改變激光傳輸光程并用光接收器接收反射信號(hào)，利用示波器便町以測(cè)定光速。理論基礎(chǔ)在自由空間內(nèi)光的速度是-個(gè)重要而有趣的自然常數(shù)，光源的速度與觀察者的相對(duì)速度無關(guān)，且有以下規(guī)律1.光的速度，是宇宙見任何事物速度的上限2移動(dòng)物體接近光速，遵循-套物理原則，不符合

2、牛頓定律且超過了我們的直覺假設(shè)。實(shí)驗(yàn)預(yù)備1?準(zhǔn)備了光接收器和紅光激光器2.在實(shí)驗(yàn)基臺(tái)上，依次放置好激光器，透鏡和光接收器，并將反射平而鏡放置在另外一個(gè)平板小車上。3.反射平面鏡放置的平板小車須有10—20m活動(dòng)空間。4?調(diào)整平面鏡垂直及水平，使反射光和入射光在同一水平高度。5?使用BNC同軸線纜連接TTL與示波器通道1,使用RCA-BNC線纜連接光接收器與示波器通道2,使用3.5mm耳機(jī)線?BNC線纜連接激光器電源與函數(shù)發(fā)牛器輸出接口。6.設(shè)置函數(shù)發(fā)生器為方波，頻率設(shè)S-3MH乙調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器的直流輸岀和偏移,直至激光器亮度始終為止。7.調(diào)節(jié)示波器參數(shù)，調(diào)整示波器時(shí)間軸為25ns/d

3、iv實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.調(diào)整激光反射鏡透鏡位置和接收器，使信號(hào)最大化。2.在示波器上，調(diào)整信號(hào)以最大限度的顯示顯示信號(hào)變化。注意測(cè)量全程不要更改示蹤的水平位置。3.記錄的反射鏡的位置d和示波器信號(hào)的相位差T4.改變反射鏡位置，并重復(fù)上述步驟，至少采集7個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)以上。旳1光址溯山；系統(tǒng)實(shí)姙篡刊〃/旳實(shí)驗(yàn)結(jié)果得

4、m

5、=0.302m/ns,則通過實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的光速c=3?02*l（^m/s。相對(duì)誤差為（c?c（））/c二0.67%。實(shí)驗(yàn)建議1.勿直視激光斑點(diǎn)，小心傷眼。2.應(yīng)使激光器反射信號(hào)盡量打入光接收器傳感芯片的屮心位置。3.測(cè)量全程不應(yīng)更改示蹤的水平位置。4.使反射光與入射光處于同一水平高度上

6、，必要時(shí)要調(diào)整激光器的固定傾角。思考題激光器反射方波信號(hào)經(jīng)接收器接收后顯示在示波器的通道而上形成類余弦的光信號(hào)，分析原因。答：激光的能量會(huì)在空氣中消耗，且光路調(diào)節(jié)并非完全精確，在朵光的影響下使示波器中的止弦波不穩(wěn)定，產(chǎn)生類余弦的信號(hào)改進(jìn)方法頻率更高的信號(hào)減小讀數(shù)誤差，叮采用能量更人的激光束以消除雜光的干擾誤差分析木實(shí)驗(yàn)存在一定的系統(tǒng)誤差和人為誤差，如測(cè)距不準(zhǔn)確，不能保證在真空小進(jìn)行,而口本實(shí)驗(yàn)橫軸的數(shù)量級(jí)較小，則讀數(shù)稍有不準(zhǔn)會(huì)帯來較大的實(shí)驗(yàn)誤差，還有該實(shí)驗(yàn)為兒個(gè)同學(xué)分工合作，不同同學(xué)的視角，對(duì)測(cè)數(shù)的把握不同也會(huì)帶來誤差。