姚雪 都进学 王全武

(重庆科技学院数理学院，重庆 401331)

利用光的干涉、衍射原理进行光波波长测量实验时，通常误差较小，一般能控制在3%以内。目前菲涅尔双棱镜干涉测钠黄光的波长实验实验误差却偏大，一般只能控制在5%以内。本次研究目的是提高测量精度，降低实验误差，改该实验效果。

1 菲涅耳双棱镜干涉实验测波长原理

菲涅耳双棱镜干涉实验测波长作为大学物理的基本光学实验之一，简单易懂，实验现象良好。菲涅耳双棱镜干涉实验是利用双棱镜界面的两次折射，将单缝s发生的光波阵面分成沿不同方向传播的两束光，这两束光相当于由虚光源s1、s2发生的两束相干光，在它们相重叠的空间区域内产生干涉。该区域中均可得到明暗交替的干涉条纹。实验原理如图1所示。

图1 菲涅耳双棱镜干涉实验原理图

图2 菲涅耳双棱镜干涉实验简化光路图

根据干涉理论Δ=Kλ，为亮条纹，因此可推得亮条纹位置满足以下关系:

暗条纹位置则满足关系:

由式(1)、(2)可看出，任何两条相邻的亮条纹(或暗条纹)之间的距离即干涉条纹间距为:

所以计算光波波长的原理公式为:

只需要测出l、D和σx，就能根据式(4)来计算光波波长。

2 菲涅耳双棱镜干涉实验测波长的不足

计算光波波长的原理公式非常经典，简单可测。大多数高校在该实验中采用一次成像法计算l，平值法测σx，对D采用了近似相等的取值，无疑增大了系统误差。

(1)D采用近似间接测法。以狭缝平面代替虚光源平面，以狭缝底座上的标线代替狭缝平面位置，用狭缝平面与观察屏的距离代替D。……