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上一主题:用统一场论解释万有引力本质 下一主题:引力的传播速度是多少?
光拍频法测量光速
[楼主] 作者:董银立  发表时间:2008/07/29 13:51
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[楼主]  [2楼]  作者:董银立  发表时间: 2008/07/29 13:51 

光拍信号的位相又与空间位置有关,即处在不同位置的探测器所输出的光拍信号具有不同的位相。设空间某两点之间的光程差为,该两点的光拍信号的位相差为,根据(3-4-2)式应有

              (3-4-3)

  如果将光频波分为两路,使其通过不同的光程后入射同一光电探测器,则该探测器所输出的两个光拍信号的位相差与两路光的光程差之间的关系仍由上式确定。当时,,即光程差恰为光拍波长,此时(3-4-3)式简化为

                       (3-4-4)

  可见,只要测定了,即可确定光速

(二)相拍二光波的获得

  为产生光拍频波,要求相叠加的两光波具有一定的频差,这可通过超声与光波的相互作用来实现。超声(弹性波)在介质中传播,引起介质折射率的周期性变化,就使介质成为一个位相光柵。当入射光通过该介质时发生衍射,其衍射光的频率与声频有关。

  具体方法有两种,一种是行波法,如图3-4-1()所示,在声光介质与声源(压电换能器)相对的端面敷以吸声材料,防止声反射,以保证只有声行波通过介质。当激光束通过相当于位相光栅的介质时要发生衍射,第级衍射光的圆频率,其中是入射光的圆频率,为超声波的圆频率,0,1,2,…为衍射级。利用适当的光路使零级与+1级衍射光汇合起来,沿同一条路径传播,即可产生频差为的光拍频波。

  另一种是驻波法,如图3-4-1()所示,在声光介质与声源相对的端面敷以声反射材料,以增强声反射。前进波与反射波在介质中形成驻波超声场,沿超声传播方向,当介质的厚度恰为超声半波长的整数倍,这样的介质也是一个超声位相光栅,激光束通过时也要发生衍射,且衍射效率比行波法要高。第级衍射光的圆频率为

  若超声波功率信号源的频率为,则第级衍射光的频率为

  式中0,1,2,…可见,除不同衍射级的光波产生频移外,在同一级衍射光内也含有不同频率的光波。因此,用同一级衍射光就可获得不同的拍频波。例如,选取第1级(或零级),由0和-1的两种频率成分叠加,可得到拍频为的拍频波。

  对两种方法比较,显然驻波法有利。本实验采用的是驻波法制成的声光频移器。

图3-4-1相拍二光波获得示意图

二、仪器与装置

  本实验采用-Ⅲ 型光速测定仪,超高频功率信号源,12伏直流稳压电源,-14型示波器,型数字频率计。

  实验装置如图3-4-2所示。超高频功率信号源产生的频率为的信号输入到声光频移器,在声光介质中产生驻波超声场。输出波长为632.8激光通过介质后发生衍射,第1级(或零级)衍射光中含有拍频为 的成分。半反镜将第一级(或零级)衍射光分成两路,远程光束①依次经全反射镜反射后,透过半反镜,又与经反射后的近程光束②汇合,入射到光电倍增管。光电倍增管的输出电流经滤波放大电路后,滤掉了频率为以外的其它所有成分,只将频率为的拍频信号输入-14型示波器轴,而轴则利用示波器本身的扫描系统,并把频率为的功率信号作为示波器的外触发信号。

※※※※※※
当用加速度计测量地球加速度的实验出现零结果后,无人惊呼:难道地球的加速度是零?!难道地球是宇宙中心?!当mkex-ml实验测量地球速度是实验出现零结果后,人们又何必惊呼:难道地球静止在绝对空间里?难道地球是宇宙中心?
[楼主]  [3楼]  作者:董银立  发表时间: 2008/07/29 13:52 

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[楼主]  [4楼]  作者:董银立  发表时间: 2008/07/29 13:53 

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 [5楼]  作者:mmz120  发表时间: 2012/11/03 11:17 

对【2楼】说:

偶然看到你的空间,竟然有这么深入的研究,非常佩服!关于光拍频问题请教你:

1.选取第1级(或零级),由 m=0和-1的两种频率成分叠加,可得到拍频为2F的拍频波。在实验上究竟是怎么实现的?

2.第1级(或零级)衍射光中含有拍频为2F的成分。是否含有3F,4F,...的成份?仪器如何选择2F呢?

 

欢迎访问我们的论坛:物理学苑

 [6楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2012/11/03 12:07 

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 [7楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2012/11/03 18:47 

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 [8楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2012/11/03 18:48 

久广先生,搜索声光效应,我沒记错的话,拍频频率跟超声波频率有关。资料您自己找吧

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天地之道,以阴阳二气造化万物。是故易有太极,是生两仪。两仪生四象,四象生八卦。
 [9楼]  作者:__hegel  发表时间: 2012/11/03 22:24 

这种方法早就有了,而且用于教学

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孔德之容,唯道是从。
 [10楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2012/11/04 11:52 

我想得到测量单向光波长的资料,当然要求高精度测量。谁看到有这方面的资料,请提供一下。
上述实验,看不出与单向波长是否直接有关。

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