摘 要：介紹了一種利用“鋼尺”和激光筆測(cè)量激光波長(zhǎng)的簡(jiǎn)單而巧妙的方法。

關(guān)鍵詞：鋼尺；激光筆；波長(zhǎng)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2007)9(S)-0057-2

一把普通鋼尺在日常生活中常常用來(lái)粗測(cè)物體的長(zhǎng)度，但是如果有精妙的實(shí)驗(yàn)方案，利用小小的鋼尺完全可以較精確的測(cè)量出激光的波長(zhǎng)。這聽(tīng)來(lái)似乎完全“不可思議”。如果能夠巧妙的利用光的波動(dòng)性的話，這個(gè)奇跡完全可以創(chuàng)造。而且本試驗(yàn)所需器材簡(jiǎn)單易找，完全來(lái)源的于日常生活，符合“從生活到物理”的新課程理念。是學(xué)生課下作為“探究性”實(shí)驗(yàn)的極好素材。

1 實(shí)驗(yàn)器材

普通激光筆一支；鋼尺一把（精度1mm）；白紙若干；卷尺一把；膠帶紙若干。

2 實(shí)驗(yàn)原理

激光是一種方向性和單色性極好的光源，試驗(yàn)過(guò)程中首先將鋼尺固定在水平桌面上，使激光的一部分照射在鋼尺的刻痕上，一部分反射到垂直于桌面的墻壁上。這時(shí)通過(guò)微調(diào)激光的入射角度，則會(huì)在墻面上出現(xiàn)系列亮點(diǎn)S0，S1，S2，S3等。這是因?yàn)榧す庠阡摮邇煽毯壑g的許多光滑面上均發(fā)生了反射，這些反射光線如果相位相同則會(huì)相互疊加而在墻面上形成亮斑。原理如圖1所示。

由激光器A點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)鋼尺上B，B1的反射到達(dá)墻壁上的C點(diǎn)，兩條光線的光程差，如圖2所示，可以表示為

當(dāng)光程差恰好等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，則在墻壁上出現(xiàn)亮點(diǎn)，若角a等于角b時(shí)，光程差為零，此時(shí)對(duì)應(yīng)于墻壁上的中央亮點(diǎn)S0，依次S1，S2，S3，S4點(diǎn)對(duì)應(yīng)于光程差為1倍波長(zhǎng)，2倍波長(zhǎng)，3倍波長(zhǎng)，4倍波長(zhǎng)的位置。根據(jù)光程差公式有

所以只要測(cè)量出角度a，b，就可以測(cè)量出激光的波長(zhǎng)。如圖1和圖2所示可知：

tanβ=h/L，tanα=h0/L。（3）

（h0為中央亮斑到水平面O點(diǎn)的距離）

因此只要測(cè)量出各亮斑到O點(diǎn)的距離h以及激光的照射中心到墻面的距離L即可測(cè)量出激光的波長(zhǎng)。

3 注意事項(xiàng)及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理

（1）激光的入射角度最好控制在兩度左右，入射角度過(guò)大，照射在鋼尺上的條紋數(shù)目有限，影響觀測(cè)效果。入射角度過(guò)小，激光容易直射到墻面上面得不到干涉圖樣。

（2）測(cè)量數(shù)據(jù)：

參考文獻(xiàn)：

沈元華.陸申龍.基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)［M］.北京：高等教育出版社，2003

(欄目編輯王柏廬)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。