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迈克耳孙干涉仪条纹计数器的研制

2013-12-01彭莉,田勇,郭斌

物理实验 2013年9期
关键词:信号实验

彭 莉,田 勇,郭 斌

(武汉理工大学 理学院,湖北 武汉430070)

1 引 言

迈克耳孙干涉仪是用分振幅的方法实现干涉的光学仪器,其设计巧妙,可用来准确测定微小长度、光的波长、透明体的折射率等.利用该仪器的原理,研究出了多种专用干涉仪,这些干涉仪在近代物理和近代计量技术中被广泛应用.因此,迈克耳孙干涉仪作为具有代表性的基本光学仪器,是大学物理实验课程要求学生掌握的基础仪器.在迈克耳孙实验中,很多物理量(如波长、折射率、透明材料厚度等)都是通过测定干涉条纹数目的变化进行间接测量的.实验过程中,为了提高测量结果的准确度,通常需要学生长时间地测量大量干涉条纹的变化数目.如在用迈克耳孙干涉仪测量光源波长的实验中[1],需要观察接收屏上干涉圆环在圆心处的“冒出”和“缩进”现象,每“冒出”或“缩进”50个干涉环,记录1次动镜在导轨上的位置.该过程需要人工连续数出350个干涉环,极易造成学生视力疲劳,并容易产生读数误差,降低实验准确度.因此很多研究者都在不断探索干涉条纹自动计数的方法,目前干涉条纹计数器的设计思路主要可分为3类:一类是基于单片机设计的计数器[2-4],它的可调性强,灵活度高,但单片机仍需要外围电路完成光电信号的采样、滤波、整形等工作,单片机自身只能完成计数和解码的功能,没有充分发挥单片机的作用.另一类是基于CCD图像传感器和计算机数据采集处理相结……

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