光速及透明介质的折射率测定项目光速及透明介质的折射率测定项目 一一测量方法介绍测量方法介绍 一个强度周期性变化的光信号可以表示为 (1) 其中为光强度的调制频率。用一个光敏二级管接收这个光信号，滤掉直流成分，光敏二级管 上电压为： (2) 如果这个光信号在真空（空气）中走过的路程增加 ，由此导致的时间延迟为 ，相位移 ，则二极管上的电压信号变为： (3) 得到时间延迟 ，可以求出光速 c 为： (4) 光的频率很高数量级为，调制后的光信号频率也达到 数量级，这么高的频率，直接转化为电信号，很难从示波器上读出准确的相位移或者时间延迟。如果在电信号上相乘叠加一个频率为 信号， 和 接近，叠加后的信号为 (5) 经过高频滤波后， 变为频率为 的低频信号， (6) 其中 为滤波后的时间延迟，可以从示波器上直接读出。代入（4）式得到光在真空中的传播速度： essctt (7) 如果在光路上放入厚度为 d 折射率为 n 的介质，相当于增加了 光程s(n1)d ，代入(7)式，在已知光速 时，可以得到折射率的实验公式为： ecnt1d (8) 注：如果用一路参考信号，光信号在位置 s1时，在示波器上光信号相对于参考信号时间延 迟为t1；光信号在位置 s2时，在示波器上光信号相对于参考信号时间延迟为t2。则21e21sss , ttt 。对折射率的测量方法类似。 二二 实验内容及测量准确度的提高 1空气中的光速 调节光源位置，使示波器上的光信号与参考信号完全重合，该光源位置即为零位置，对应得 时间延迟记为零。 取光源位置分别为 20cm 、 50cm、 80cm、 110cm, 记录对应的时间延迟， 代入光速计算公式 ，计算结果，总结位移改变的大小对结果的影响。 2. 水晶折射率测量 实验提供的水晶长为 20cm 左右, 放入光路引起的光程差仅有 10cm 左右,如何解决光程短造 成的结果准确率低的问题,从而提高实验的准确率. 3水折射率测量 除类似 2 的问题外,水槽引起的光程差影响如何排除? 三三实验室仪器、设备及注意事项实验室仪器、设备及注意事项 1实验室设备实验室设备 2实验提示：实验提示： 由于是手动主观确定峰值或零点位置，读数时调节数字示波器的信号强度旋钮,尽可能 使光信号的峰高调整到与参考信号相同。