用透射光栅测定光波波长
用平面透射光栅得到日光灯白光的夫朗和费衍射条纹，其中可以清晰的得到汞光谱中的绿线（λ=546.07nm ），钠光谱中的二黄线（λD 1=589.592nm ，。λD 2=588.995nm ）若d 为光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长，k 为光谱级数（k =0, ±1, ±2 ），则产生衍射亮条纹的条件为：
d sin θ=k λ （光栅方程）
（1）测量光栅常数
用汞灯光谱中的绿线（λ=546.07nm ）作为已知波长测量光栅常数d 。
测量公式： d =k λ（2）测量未知波长
已知光栅常数d ，测量钠灯光谱中的二黄线波长λD 1和λD 2。 测量公式： λ=d sin θ
（3）测量透射光栅的角色散
已知钠光谱中的二黄线的波长差∆λ，测出钠光谱中的二黄线的衍射角，求光栅的角色散D 。
测量公式： D =∆θ
λθ
分光计测量光波波长
当一束平行光垂直入射到光栅上，产生一组明暗相间的衍射条纹，原理如图 9— 1所时，其夫朗和费衍射主极大由下式决
定：
d sin Φ=m λ
式中：d ：光栅常数 d = a + b
Φ：衍射角
m：主极大级次 m = 0 ，±1， ±2 此式称光栅方程 由（9 — 1）式得 ：
d sin Φλ=
m
由此可以看出：只要测出任意级次的某一条光谱线的衍射角，即可计算出该光波长。
牛顿环测量钠光灯谱线的波长
根据理论计算可知，在反射光中暗环半径rk 与入射光的波长λ和透镜球面的曲
率半径R 之间的关系是
k
r =(kR λ12
式中，k 为正整数0，1，…，k ，称为环的级数。
由上式可知，如果用已知波长的单色产生牛顿环，当已知暗环的半径rk ，就可算出透镜球面的曲率半径R; 若已知R ，测出rk ，就可算出产生牛顿环的光波波长λ。
钠光灯谱线的波长为：
(D λ=
2-D n 4m -n R
2m
)
用迈克尔逊干涉仪测激光波长
1、光程：折射率与路程的乘积，∆=nr
2、分振幅干涉：波面的个不同部分作为发射次波的光源，次波本身分成两部分，做不同的光程，重新叠加并发生干涉。
3、等倾干涉公式推导：（如图所示）
次波分成两部分，一部分直接反射从A 点经过透镜到达S ，另一部分透射到B 点，再反射到 C
而
2
=
2n d 1-cos i 2/cos i 2 2
光源 S 1和S 2所产生高的非定域干涉。当观察屏垂直于轴放置时，平上一呈现同心的
'M M 21同心纹。自和反射的两光波的光程差为：
∆=2d cos i
双缝干涉测光波长
因为 l＞＞d , l ＞＞x
x =l tan θ≈l sin θ
r 2-r 1=d sin θ
当两列波的路程差为波长的整数倍，即dx/l =±kλ, （k=0,1,2…)时才会出现亮纹，亮条纹位置为：x =±kλ 相邻两个明(或暗) 条纹之间的距离:
l
∇x =λ
d
其中:λ---波长，d ---两个狭缝之间的距离，l ---挡板与屏间的距离．
用菲涅耳双棱镜测波长
棱脊
如图5—8－1所示，将一块平玻璃板的上表面加工成两楔形，两端与棱脊垂直，楔角较小（一般小于1度）
。当单色光源照射在双棱镜表面时，经其折射后形成两束好像由两个光源发出的光，即两列光波的频率相同，传播方向几乎相同，相位差不随时间变化，那么，在两列光波相交的区域内，光强的分布是不均匀的，满足光的相干条件，称这种棱镜为双棱镜。
菲涅儿利用图5—8－2所示的装置，获得了双光束的干涉现象。图中双棱镜AB 是一个分割波前的分束器。从单色光源M 发出的光波，经透镜L 会聚于狭缝S ，使S 成为具有较大亮度的线状光源。当
端面
楔角
图5—8－1
x 图５—８－２
狭缝S 发出的光波投射到双棱镜AB 上时，经折射后，其波前便被分割成两部分，形成沿不同方向传播的两束相干柱波。通过双棱镜观察这两束光，就好像它们是由S 1和S 2发出的一样，故在其相互交
1P 2内产生干涉。如果狭缝的宽度较小，双叠区域P
d 2
d
棱镜的棱脊与光源平行，就能在白屏P 上观察到平行与狭缝的等间距干涉条纹。
设d ' 代表两虚光源S 1和S 2间的距离，d 为虚光源
图5—8－3
所在的平面（近视地在光源狭缝S 的平面内）至观察屏的距离，且d ' 〈〈d ，干涉条纹宽度为δx ，则实验所用光波波长λ可由下式确定
d ' λ=δx
d
（5—8—1）式表明，只要测出d ' 、d 和δx ，便可计算出光波波长。
通过使用简单的米尺和测微目镜，进行毫米级的长度测量，推算出微米级的光波波长，所以，这
是一种光波波长的绝对测量。
由于干涉条纹宽度δx 很小，必须使用测微目镜进行测量。两虚光源间的距离d ' ，可用已知焦距为f ' 的会聚透镜L ' 置于双棱镜与测微目镜之间，由透镜的两次成像法求得，如图5—8－3所示。只要使测微目镜到狭缝的距离d ＞4f ' ，前后移动透镜，就可以在的两个不同位置上从测微目镜
' '
S S S S 1212中看到两虚光源和经透镜所的实像和，其中一组为放大的实像，另一组为缩小的实像，
如果分别测得二放大像间距d 1和二缩小像间距d 2，则有
d ' =d 1d 2 （5—8—2）
由（5—8—2）式可求得两虚光源之间的距离。
用透射光栅测定光波波长
用平面透射光栅得到日光灯白光的夫朗和费衍射条纹，其中可以清晰的得到汞光谱中的绿线（λ=546.07nm ），钠光谱中的二黄线（λD 1=589.592nm ，。λD 2=588.995nm ）若d 为光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长，k 为光谱级数（k =0, ±1, ±2 ），则产生衍射亮条纹的条件为：
d sin θ=k λ （光栅方程）
（1）测量光栅常数
用汞灯光谱中的绿线（λ=546.07nm ）作为已知波长测量光栅常数d 。
测量公式： d =k λ（2）测量未知波长
已知光栅常数d ，测量钠灯光谱中的二黄线波长λD 1和λD 2。 测量公式： λ=d sin θ
（3）测量透射光栅的角色散
已知钠光谱中的二黄线的波长差∆λ，测出钠光谱中的二黄线的衍射角，求光栅的角色散D 。
测量公式： D =∆θ
λθ
分光计测量光波波长
当一束平行光垂直入射到光栅上，产生一组明暗相间的衍射条纹，原理如图 9— 1所时，其夫朗和费衍射主极大由下式决
定：
d sin Φ=m λ
式中：d ：光栅常数 d = a + b
Φ：衍射角
m：主极大级次 m = 0 ，±1， ±2 此式称光栅方程 由（9 — 1）式得 ：
d sin Φλ=
m
由此可以看出：只要测出任意级次的某一条光谱线的衍射角，即可计算出该光波长。
牛顿环测量钠光灯谱线的波长
根据理论计算可知，在反射光中暗环半径rk 与入射光的波长λ和透镜球面的曲
率半径R 之间的关系是
k
r =(kR λ12
式中，k 为正整数0，1，…，k ，称为环的级数。
由上式可知，如果用已知波长的单色产生牛顿环，当已知暗环的半径rk ，就可算出透镜球面的曲率半径R; 若已知R ，测出rk ，就可算出产生牛顿环的光波波长λ。
钠光灯谱线的波长为：
(D λ=
2-D n 4m -n R
2m
)
用迈克尔逊干涉仪测激光波长
1、光程：折射率与路程的乘积，∆=nr
2、分振幅干涉：波面的个不同部分作为发射次波的光源，次波本身分成两部分，做不同的光程，重新叠加并发生干涉。
3、等倾干涉公式推导：（如图所示）
次波分成两部分，一部分直接反射从A 点经过透镜到达S ，另一部分透射到B 点，再反射到 C
而
2
=
2n d 1-cos i 2/cos i 2 2
光源 S 1和S 2所产生高的非定域干涉。当观察屏垂直于轴放置时，平上一呈现同心的
'M M 21同心纹。自和反射的两光波的光程差为：
∆=2d cos i
双缝干涉测光波长
因为 l＞＞d , l ＞＞x
x =l tan θ≈l sin θ
r 2-r 1=d sin θ
当两列波的路程差为波长的整数倍，即dx/l =±kλ, （k=0,1,2…)时才会出现亮纹，亮条纹位置为：x =±kλ 相邻两个明(或暗) 条纹之间的距离:
l
∇x =λ
d
其中:λ---波长，d ---两个狭缝之间的距离，l ---挡板与屏间的距离．
用菲涅耳双棱镜测波长
棱脊
如图5—8－1所示，将一块平玻璃板的上表面加工成两楔形，两端与棱脊垂直，楔角较小（一般小于1度）
。当单色光源照射在双棱镜表面时，经其折射后形成两束好像由两个光源发出的光，即两列光波的频率相同，传播方向几乎相同，相位差不随时间变化，那么，在两列光波相交的区域内，光强的分布是不均匀的，满足光的相干条件，称这种棱镜为双棱镜。
菲涅儿利用图5—8－2所示的装置，获得了双光束的干涉现象。图中双棱镜AB 是一个分割波前的分束器。从单色光源M 发出的光波，经透镜L 会聚于狭缝S ，使S 成为具有较大亮度的线状光源。当
端面
楔角
图5—8－1
x 图５—８－２
狭缝S 发出的光波投射到双棱镜AB 上时，经折射后，其波前便被分割成两部分，形成沿不同方向传播的两束相干柱波。通过双棱镜观察这两束光，就好像它们是由S 1和S 2发出的一样，故在其相互交
1P 2内产生干涉。如果狭缝的宽度较小，双叠区域P
d 2
d
棱镜的棱脊与光源平行，就能在白屏P 上观察到平行与狭缝的等间距干涉条纹。
设d ' 代表两虚光源S 1和S 2间的距离，d 为虚光源
图5—8－3
所在的平面（近视地在光源狭缝S 的平面内）至观察屏的距离，且d ' 〈〈d ，干涉条纹宽度为δx ，则实验所用光波波长λ可由下式确定
d ' λ=δx
d
（5—8—1）式表明，只要测出d ' 、d 和δx ，便可计算出光波波长。
通过使用简单的米尺和测微目镜，进行毫米级的长度测量，推算出微米级的光波波长，所以，这
是一种光波波长的绝对测量。
由于干涉条纹宽度δx 很小，必须使用测微目镜进行测量。两虚光源间的距离d ' ，可用已知焦距为f ' 的会聚透镜L ' 置于双棱镜与测微目镜之间，由透镜的两次成像法求得，如图5—8－3所示。只要使测微目镜到狭缝的距离d ＞4f ' ，前后移动透镜，就可以在的两个不同位置上从测微目镜
' '
S S S S 1212中看到两虚光源和经透镜所的实像和，其中一组为放大的实像，另一组为缩小的实像，
如果分别测得二放大像间距d 1和二缩小像间距d 2，则有
d ' =d 1d 2 （5—8—2）
由（5—8—2）式可求得两虚光源之间的距离。