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声光效应与光拍法测光的速度

声

摘要：本实验通过利用声光效应原理及驻波法产生声光频移，利用光拍法测量光速，同时观察了超声波的频率、声光晶体的转角对衍射现象的影响。在本实验中在超声波频率为Ω=75.055MHz 下侧得的光速大小为c=3.117*10^8m/s

关键词：声光效应、频移、双光速相位比较法、光拍频波、驻波法

一、引言

光速是最基本的物理常数之一，光速的精确测量和特性研究与近代物理学和实验技术的许多重大问题关系密切。由于光速的数值很大，光波的波长很小，其测量面临着一系列问题。直到1960年出现激光后，用激光得到现在认为最精确光速值c=(299 792 458±1)m/s 。声光效应在光信号处理和集成光通讯方面有重要应用。

本实验利用声光效应可以产生光拍频波，最后通过对光拍频波光强信号的检测可以间接地测得光速。

二、实验原理

2.1 光拍频波

根据波的叠加原理,两束传播方向相同,频率相差很小的简谐波相叠加即形成拍。对于振幅都为E0，圆频率分别为ω1和ω2，且沿相同方向（假设为沿x 方向)传播的两束单色光

1011cos[(-)]x E E t c ωφ=+ 2022cos[(-)]

E E t c ωφ=+

它们的叠加为：

121212121202cos[()()]cos[()()]

2222x x

E E E E t t c c ωω??ωω??--++=+=-+?-+

当ω1＞ω2,且Δω=ω1-ω2较小时，合成光波是带有低频调制的高频波，振幅为

1202cos[

(-)()]

E t c ωω??--+，角频率为

122ωω+，振幅以122f ωωπ-?=频率周期性地缓慢地变化。（如图1）

图1 拍的形成图2、Ic 在某个时刻的空间分布

2.2 拍频信号的检测

在实验中我们用光电检测器接受光信号，光电检测器所产生的光电流与接受到的光强成

正比： 2

I gE =……………………………………………………公式 1

式中g 为光电转换系数。实际得到的光电流Ic 近似为响应时间τ内光电检测器接收到

的光强的平均：

20121221cos[()()()]1

c x gE t c

I Idt τ

ωω??τ?

???

=+--+-=

?……………公式 2

在某一时刻t ，置于不同空间位置的光电检测器将输出不同相位的光电流，因此，用比较相位的方法可以间接测定光速。假设在测量线上有两点A 和B ，由(4)式可知，在某一时刻t ，当点A 与B 之间的距离等于光拍频波波长λ的整数倍时，该两点的相位差为

12()(

)2, 1,2,3A B

x x n n c ωωπ--==??，…………………… 公式 3

因为有

122f ωωπ-=?，因此

, 1,2,3A B c

x x n

n f -==???，……………………公式 4

当相邻两个同相位点之间的距离

A B x x -等于光拍频波的波长λ，即n=1时，由公式 7得

A B c

x x f

λ-==

?……………………………………公式 5 上式说明，只要我们在实验中测出f ?和λ，就可间接确定光速c 。（如图2） 2.3 共焦球面扫描干涉仪原理

其光路图如图3所示。光沿接近轴向方向入射干涉仪时，光线在腔内反射，忽略反射镜球面差的情况下，反射光线走一闭合路径，反射后与入射光线重合，光程差满足△＝4μL 。当满足4L ＝k λ时干涉极大，且通过干涉仪的激光频率满足4Kc L ν=

，0

4Kc

L L νδ?=-

图3：共焦球面扫描干涉仪的光路图。

扫描干涉仪的自由光谱区是指干涉仪能够测量的不重序的最大波长差或最大频率差，

4SR

c L ν?=，相当于光波的相干级次不变，而波长改变为24SR L

λλ?= 2.4 利用声光效应产生光拍频波

光拍频波要求相拍的两束光有确定的频率差。本实验通过声光效应使He-Ne 激光器的

632.8nm 谱线产生固定频差。如图4 功率信号源输出角频率为Ω的正弦信号加在频移器的晶体压电换能器上，超声波沿x 方向通过声光介质，使介质内部产生应变，导致介质的折射率在时间和空间上发生周期性变化，成为相位光栅，入射的激光束因发生衍射而改变传播方向，这种衍射光的频率产生了与超声波频率有关的频率移动，实现了使激光束频移的目的，因此我们在实验中可获得确定频率差的两束光。

我们在实验中是使用效率较高的驻波法产生频移。第L 级衍射光的角频率为： 0(2)Lm L m ωω=++Ω ……………………………………公式 7

图4、声光效应原理示意图图5、光速测量仪主机结构示意图

2.5 双光束相位比较法测量光速

实验中采用“双光束位相比较法”进行相位比较。光拍频信号进入光电二极管后转化为光拍频电信号，输出到示波器的Y 输入端。同时，将高频信号源的另一路输出信号作为外触发信号。当斩波器高速旋转挡住近程光和远程光。眼的视觉暂留效应及示波器荧光屏的余辉效应，可以同时显示出近程光、远程光和零信号的波形.。通过改变远程光的光程,使其波形

与近程光波形重合。此时远程光和近程光的光程差即为拍频波长λ。三、

实验步骤

3.1 光速仪的检查与调整

按照图6 接好光速测量仪的电路.检查各光学元件的几何位置。打开激光电源,预热15分钟，使激光器的输出功率达到稳定状态。

图6 光拍法测光速的电原理图

3.2 测量声光效应产生的频移

(1) 调节反射镜2和扫描干涉仪，使激光束与干涉仪接近准直状态，在示波器上观察到激光的纵模。

(2) 根据扫描干涉仪的自由光谱区确定激光纵模间距，本实验所用扫描干涉仪自由光谱区为1875MHz 。

(3) 打开信号发生器，调节高频信号发生器输出频率至75MHz ，并使示波器处于外触发状态，观察0，+1级衍射光中频率的分布，微调高频信号发生器的输出功率，记录各频率成分光强度的变化，衍射效率最高时，用纵模间距标定，测量衍射光中各成分的频率差,比较频率计读数，并描出相应谱线。

(4) 微调扫描干涉仪水平位置1级衍射光分别对正扫描干涉仪的入射小孔，重复上一步内容。

3.3 双光速相位比较法测量光速

(1)取下反射镜2，粗调光阑和反光镜的中心高度，使其成等高状态；调整光阑及反射镜的角度，使+1级或-1级衍射光通过光阑后一次投射到各级反射镜的中心点。

(2)关闭斩波器电源，调节反射镜，使近程光通过光电二级管前的透镜中心，射入光电二级管，在示波器荧光屏上出现近程光束的正弦波形。

(3)手动斩波器切断近程光，逐级细调远程光路，使远程光射入光电二极管，在示波器上出现远程光束的正弦波形。注意应使进程光与远程光在同一点射入光电二极管，否则会引入附加的相位差。

(4)打开斩波器电源，示波器荧光屏上将出现远程光束和近程光束产生的两个正弦波形。如果它们的振幅不相等，可调节光电二极管前的透镜，改变进入检测器光敏面的光强大小，使近程光束和远程光束的幅值相等。调节信号发生器输出频率，当其接近声光转换器的中心频率时，波幅为最大。

(5)缓慢移动光速仪上的滑动平台，改变远程光束的光程，使示波器中两束光的正弦波形完全重合。此时,远程光束和近程光束的光程差等于拍频波波长，即=l λ。

(6)测出远程光和近程光的光程差值l 。并从数字频率计读出高频信号发生器的输出频率Ω，代入公式2c =f l λ??=Ω?，即可求得光速c ，此时测出的光速是光在空气中的

四、

实验结果及分析

4.1 激光纵模定标及观察衍射影响因素 4.1.1 0级、衍射光的频率分布

图7 0级衍射

Δf=2.8/(2*25)*2667MHz=149.7352MHz

数字频率计上显示的频率为Ω=74.851MHz 左右，相对误差为0.2%。

4.1.2观察衍射影响因素

在测量过程中，由于光通过晶体会产生O 光和E 光，其传播速度不一样，所以转动晶体的角度，会使光子的动量发生变化，因此衍射会发生变化。如果取开始衍射最好是的角度为0度，随着晶体的转动0级会渐渐的变强，变亮，而次级会变暗至消失。

在增大功率时，所有信号都变强，而衍射情况不变。而对于频率的增大，衍射强度会减小，并且衍射情况也会被改变。

实验及误差分析：

1、示波器的读数不够精确，纵模不是一条细线，有一定的宽度，且波形并不是十分稳

定，造成了一定的实验误差。 2、由于长时间工作，激光的共振腔有微小变化。

4.2 双光束相位比较法测量光速

实验数据及处理见表2.

纵模间距（格） AD=25 分裂间距（格） DE=2.8

表2 双光束相位比较法测量光速

相位差为0 相位差为π

x10/cm x20/cm x1/cm x2/cm dx/cm c/10^8m·s^(-1)

1 0 0.1 49.99 53.48 206.74 3.103374

2 0 0 54.54 47.61 204.

3 3.066747

3 0 0 53.19 51.95 210.28 3.156513

4 0 0 51 52.39 206.78 3.103975

5 0 0 52.78 52.22 210 3.15231 平均值0 0.02 52.3 51.53 207.62 3.116584

光程差的计算：

Δf=2Ω=2*75.055MHz

10m/s。

由c=Δf*dx测得光速值：c=3.117×8

五、实验结论和建议

通过本次实验，我们了解了光拍频率的概念及声光效应的原理及驻波法产生声光平移的实验条件和特点，并在实验过程中掌握测量光速的方法---双光束相位比较法。实验最主要

10m/s。在双光束相是测量声光效应产生的频移及测量光速，最终测得光速值为c=3.117×8

位比较法调节光路的过程中，远程光的调整一定要严格对准反射镜中心，否则到后面会造成很大的偏移，并且会产生虚假相移，进而影响实验结果的精度，所以调整时需要更大的耐心。

六、参考文献

【1】：熊俊. 近代物理实验. 北京师范大学出版社2007

【2】：姚启钧. 光学教程. 北京高等教育出版社 2006

实验2自由落体法测定重力加速度(详写)

《实验2 自由落体法测定重力加速度》实验报告一、实验目的和要求 1、学会用自由落体法测定重力加速度； 2、用误差分析的方法，学会选择最有利的测量条件减少测量误差。二、实验描述重力加速度是很重要的物理参数，本实验通过竖直安放的光电门测量自由落体时间来求重力加速度，如何提高测量精度以及正确使用光电计时器是实验的重要环节。三、实验器材 MUJ-5C型计时计数测速仪（精度），自由落体装置（刻度精度），小钢球，接球的小桶，铅垂线。四、实验原理实验装置如图1。在重力实验装作用下，物体的下落运动是匀加速直线运动，其运动方程为 s=v0t+1/2g t2 该式中，s是物体在t时间内下落的距离；v0是物体运动的初速度；g是重力加速度；若测得s, v0,t，即求出g值。若使v0=0，即物体（小球）从静止释放，自由落体，则可避免测量v0的麻烦，而使测量公式简化。但是，实际测量S 时总是存在一些困难。本实验装置中，光电转换架的通光孔总有一定的大小，当小铁球挡光到一定程度时，计时-计数-计频仪才开始工作，因此，不容易确定小铁球经光电转换架时的挡光位置。为了解决这个问题，采用如下方法：让小球从O点处开始下落，设它到A处速度为v0，再经过 t1时间到达B处，令AB间距离为s1，则 gt12 s1=v0t1?1 2 同样，经过时间t2后，小球由A处到达B’处，令AB’间的距离为s2，则有 s2=v0t2+1/2g t22 化简上述两式，得: 图1 实验装置图g=2（s2t1-s1t2)/ t1t22-t2t12=2(s2/t2-s1/t1)/ t2-t1 --------------------------------------------（1）上述方法中，s2, s1由立柱上标尺读出，巧妙避免了测量距离的困难。（注：B,B’为同一光电门，只是距离A的远近不同）

光拍频法测量光速实验

图1 拍频波场在某一时刻t 的空间分布光拍频法测量光速实验一、实验目的 1．掌握光拍频法测量光速的原理和实验方法,并对声光效应有一初步了解。 2．通过测量光拍的波长和频率来确定光速。二、原理根据振动叠加原理，频差较小，速度相同的两列同向传播的简谐波叠加即形成拍。若有振幅相同为E 0、圆频率分别为1ω和2ω（频差 12ωωω?=-较小）的二光束： 1011120222cos()cos()E E t k x E E t k x ωφωφ=-+? ?=-+? （1）式中112/k πλ=，222/k πλ=为波数， 1?和2?分别为两列波在坐标原点的初位相。若这两列光波的偏振方向相同，则叠加后的总场为： 1 2 1212012122cos[ ()]22cos[()](2) 22 x E E E E t c x t c ωω φφ ωωφφ--=+=-+++?-+ 上式是沿轴方向的前进波，其圆频率为12()/2ωω+，振幅为12 02cos[ ()]22 x E t c ωφφ?--+，因为振幅绝对值以频率为12/2f f f ωπ?=?=-周期性地变化，所以被称为拍频波，?f 称为光拍波频率。实验中拍频波由光电探测器检测，光电探测器上的光电流如图1（b ）和下式 []{} 2 01cos (/))i gE t x c ω?=+?-+ （3）其中g 是光电探测器的转换常数，2f ωπ?=?，?是初相位。如果有两路光频波，使其通过不同光程后入射同一光电探测器，则该探测器所输出的两个光拍信号的位相差??与两路光的光程差L ?之间的关系 2L f L c c ωπ????????= = （4）当π? 2=?时，?L =Λ,恰为光拍波长，此时上式简化为 c f =??Λ （5）可见，只要测定了Λ和f ?，即可确定光速c 。

光拍频法测量光速

光拍法测量光速光在真空中的传播速度是一个极其重要的基本物理量，许多物理概念和物理量都与它有密切的联系，因此光速的测量是物理学中的一个十分重要的课题。本实验的目的是通过测量光拍的波长和频率来确定光速，掌握光拍频法测量光速的原理和实验方法。一、实验目的 1．掌握光拍频法测量光速的原理和实验方法,并对声光效应有一初步了解。 2．通过测量光拍的波长和频率来确定光速。二、原理根据振动叠加原理，频差较小，速度相同的两列同向传播的简谐波叠加即形成拍。若有振幅相同为E 0、圆频率分别为1ω和2ω（频差 21ωωω-=?较小）的二光束： )cos(11101?ω+-=x k t E E )cos(22202?ω+-=x k t E E 式中11/2λπ=k ，22/λπ=k 为圆波数， 1?和2?分别为两列波在坐标原点的初位相。若这两列光波的偏振方向相同，则叠加后的总场为：图1 拍频波场在某一时刻t 的空间分布 ]2)(2cos[]2)(2cos[ 221212121021??ωω??ωω++-+?-+--=+=c x t c x t E E E E 上式是沿x 轴方向的前进波，其圆频率为2/)(21ωω+，振幅为]2 )(2cos[2210??ω-+-?c x t E ，因为振幅以频率为πω4/?=?f 周期性地变化，所以被称为拍频波，f ? 称为拍频。如果将光频波分为两路，使其通过不同光程后入射同一光电探测器，则该探测器所输出的两个光拍信号的位相差??与两路光的光程差L ?之间的关系仍由上式确定。当π?2=?时，?L=Λ,恰为光拍波长，此时上式简化为：Λ??=f c ，可见，只要测定了Λ和f ?，即可确定光速c 。为产生光拍频波, 要求相叠加的两光波具有一定的频差, 这可通过超声与光波的相互作用来实现。超声(弹性波)在介质中传播,使介质内部产生应变引起介质折射率的周期性变化,就使介质成为一个位相光栅。当入射光通过该介质时发生衍射,其衍射光的频率与声频有关。具体方法有两种,一种是行波法,如图2（a ）所示,在声光介质与声源(压电换能器)相对的端面敷以吸声材料,防止声反射,以保证只有声行波通过介质。当激光束通过相当于位相光栅的介质时，使激光束产生对称多级衍射和频移,第L 级衍射光的圆频率为L ΩL +=0ωω,其中

光拍

教师：中国石油大学近代物理实验实验报告成绩：班级：应物09-5 姓名：刘洋学号：09131504 同组：王书禾实验4-2 光“拍”的传播和光速的测量【实验目的】 1、了解声光频移的基本知识； 2、理解光拍频的概念； 3、掌握光“拍”法测光速的技术。【实验原理】１、光拍的产生与传播根据振动迭加原理，频差较小、速度相同的二同向传播的平面光波相迭加即形成拍。假设它们的振幅均为0E ，圆频率分别为1ω和2ω，频差为12ωωω-=?，沿ｘ轴方向传播，则 ()11101cos ?ω+-=x k t E E ()22202cos ?ω+-=x k t E E 式中的11/2k λπ=和22/2k λπ=为波数，1?和2?为初位相。这两列迭加后有 ?? ????++??? ??-+???????-+??? ??--=+=22cos 22cos 21212121202 1??ωω??ωωc x t c x t E E E E 上式表示沿Ｘ轴方向的前进波，其圆频率为22 1ωω+，振幅为 ?? ????-+??? ??-?22cos 212 0???c x t E 因为振幅以频率π ωωπω2212-=?=?f 作周期性地变化，所以被称为拍频波。图4-2-1所示为拍频波场在某一时刻ｔ的空间分布，图中以Λ表示拍频波长。任何探测器所产生的光电流都只能是在响应时间τ内的时间平均值，即 ()???? ????????-+??? ??-?+=1220cos 1??ωc x t gE i （4-2-2）式中g 为探测器的光电转换常数。在同一时刻，光电流i 的空间分布如图4-2-2所示。将直流成份滤掉，即得光拍信号。而光拍信号的位相差与空间位置ｘ有关。设空间某两点之间的光程差为L ?，拍信号位相差为??，由（4-2-2）式得

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近物实验面试考题试题（朋兴平；三个实验 17题）真空镀膜 1．真空镀膜原理； 2．加热烘烤基片对膜的质量有什么影响？ 3．基片性能、蒸发速度、蒸发时的真空度以及蒸发源与基片之间的距离等因素对膜的质量有什么影响？ 4．轰击的物理作用？ 5．真空镀膜的实验操作过程霍尔效应 1.什么是霍尔效应； 2.若导体中同时有两种极性的载流子参与导电，其综合霍耳系数比单一载流子导电的霍耳系数是增大还是减小，为什么？ 3.如何分离霍尔效应与其它效应？ 4.霍耳系数误差因子0.69的说明？ 5.实际测量与理论相差的原因？红外分光测量 1．产生红外吸收的条件是什么？是否所有的分子振动都会产生红外吸收铺？为什么？ 2．以亚甲基为例说明分子的基本振动形式。 3．何谓基团频率？它有什么重要性及用途？ 4．红外光谱定性分析的基本依据是什么？简述红外定性分析的过程。

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光强调制法测光速

光强调制法测光速实验者：学号：班级：实验原理可见光的频率为的数量级，超出了所有仪器的响应。在本实验中光源是发光二极管。用50兆赫兹的高频正弦电压信号将光的强度进行调制，对强度调制光检波后就得到周期大大扩展了的电子学信号。发光二极管所发红光在仪器调制后，分为两路，一束输入到双踪示波器的X通道；另一束从出射孔射出，见图。出射光经过直角反射镜改变传播方向，从接收孔又进入到仪器，输入到示波器的Y通道。这二个频率相同的强度调制波信号在示波器相干，屏幕上得到萨如图形。一般而言，这种图形是椭圆。如果两种信号之间的相位差为0或，萨如图形为直线。对应于相位差为0和为的这两条直线应有不同方向，一个在一、三象限，另一个在二、四象限。这两束调制信号之间的相位差与出射光在空气中传播的距离有关。如果直角反射镜靠近出射孔时，两束信号之间的相位差相等（可通过调节仪器上的相位旋钮做到），示波器上得到一条直线。将反射镜移远的过程中，萨如图形变化为椭圆。椭圆的方位和椭圆度也随距离而改变。当示波器上再度出现直线时，说明示波器中Y分量相位改变了。即这束调制光程变化了半个波长。考虑到光经过两次平面镜的反射，半个波长等于直角反射镜移动距离的两倍，或写成。已知调制频率，即可得到光在空气中传播速度: (1) 光速测量装置原理图 1.示波器 2.光速测定仪 3.相位调节旋钮 4.频率显示 5.透镜 6.直角反射镜 7.地板 8.发射孔A 9.接收孔B 求出这种光强调制信号在空气中的传播速度，这就是光在空气中的速度。

利用这种仪器还可以测量透明介质的折射率以及光在这些介质中的速度。让光透过光路中一定长度的某种透明介质，譬如水，先将示波器上图形调节为直线。然后移去液体，这时，示波器上图形为一椭圆。移动直角反射镜一段距离，直至示波器上又得到直线。这说明强度调制波在空气过产生的相位变化（空气的折射率为1），相当于波在待测介质过产生的变化。介质的折射率。根据公式： (2) 可以求介质的折射率。光在这种介质的速度为： (3) 实验容 1.测量光在空气中速度（1）开启光速测定仪，将其两个输出端分别连接到双踪示波器X通道接口和Y通道接口。（2）调节光路共轴：仪器上光的发射孔A和接收孔B外各有一个凸透镜，调节透镜位置，使发射孔处于其焦点附近。这样，光通过透镜后就大体上成为平行光了。在底板上前后移动直角反射镜，使得它反射的光经过另一个透镜会聚到接收孔B。为此，首先调节两个反射镜片背后的螺钉，使镜片垂直于底板且彼此成直角。其次，调节透镜的位置，使光线会聚到仪器的接收孔B。这样，在1.5米长的底板上前后移动直角反射镜，示波器上的萨如图形都会发生变化，如果在底板远端移动反射镜时，图形无变化，说明光线尚未充分聚焦到接收孔，仍需继续调节光轴。（3）完成了步骤2，反射镜在远端附近移动时萨如图形呈椭圆，其大小与方位与的镜位置有关。这时可调节仪器上相位旋钮，令萨如成为一直线。记录这时直角反射镜的坐标（4）将反射镜向着仪器方向移动，注意观察示波器上的图形，椭圆会越来越大（为什么？），方向也逐渐改变。如果图形太大，可调节波器的电压灵敏度旋钮，使图形大小适当。当反射镜靠近接收孔时，波器的上的萨如图形有成为一条直线，它的斜率应与开始时直线在不同象限。记录反射镜坐标。当然，也可将反射镜从靠近仪器的位置逐渐移远，方向同上。（5）计算出反射镜移动的距离，根据调制波的频率，按（1）式计算出光在空气中的速度。 2.测量光在水中的速度将专用的1米左右的圆管装满水，密封两端透明的盖子后，放在光路中。测量管长。光经过管的水照到放置在其后的直角反射镜。这时示波器上应有椭圆状萨如图形。调节相位旋钮，使萨如图成为一条直线。记录反射镜的坐标。然后去掉水管，移动反射镜的位置，直至示波器上的图形又成为一条直线。记录此时反射镜的坐标。这说明光强调制信号在空气中经过2倍的

光速测量实验报告(实验总结)参考

光速测量实验报告参考一、光及光速测量的发展史（一）古代中国对于光的认识 “景，光之人煦若射。下者之人也高，高者之人也下。足敝下光，故景障内也。”——《墨经》（光的直线传播） “阳艘向日照之?则光聚向内，离镜一二寸，光聚为一点，大如麻寂，着物则火发；阳健面洼，以一指迫而照之则正，渐远则无所见，过此遂倒。”一一《梦溪笔谈》（小孔成像）（二）西方人对于光的认识崐神说，要有光，就有了光。一一《圣经》光是由发光体向四面八方射出的一种东西，这种东西碰到障碍物上就立刻被弹开。如果它偶然进入人的眼睛，就叫人感觉到看见使它最后被弹开的那个东西。――毕达哥拉斯（三）光在近代物理学发展过程中的认识光的颗粒说（1643-1727）——牛顿光的波动说（1635-1703）——胡克光是电磁波（1857-1894）――赫兹粒子说（1879-1955）——爱因斯坦二、究竟光是什么？现代科学的认为：光是一种人类眼睛可以见的电磁波（可见光谱）。在科学上的定义，光有时候是指所有的电磁波谱。光是由一种称为光子的基本粒子组成具有粒子性与波动性，或称为波粒二象性。光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。三、光速测量的方法

（一）伽利略首先提出了光速的测量，但失败了。（1607）（二）天文测定光速 1.罗默的卫星蚀法（1676） 2.布莱德雷的光行差法（1728）点评：由于当时天文仪器并无现在先进，且凭肉眼观察误差较大，所以测得的值都不精确（三）大地测定光速（以光行过的路程和时间得出速度c=s/t） 1.斐索旋转齿轮法（1849） 2.惠更斯旋转镜法（1834） 3.迈克尔逊旋转棱镜法（1926）点评：想要得到越精确的值，就要尽量增大s和t，故实际操作繁琐和精确度不大是必然的。（四）实验室测光速法（c= X ?） 1.埃森微波谐振腔法（1950） 2.激光法测光速点评：是目前最普遍也是最准确测量光速的方法，也是本实验的思想方法拍光法测光速【学习目标】 1.进一步理解光拍频的概念、掌握光拍频法测量光速的技术，了解声光调制器的应用； 2.体会到光速也是一个有限值，并了解光年是一个空间量； 3.进一步学习光路的调整和熟练示波器的使用。【实验原理及装置】 2. 1光拍的产生和传播血* 报摇掾劲迭扯廈逗.频蚤较小、速旻咱司的二司向传塔的就谐戒施迭扯即形或拍*考空预華分别为齐和f2傍差# = 並软小）的光束〔玫门假定它汨具有叩同閔振疇）“ E l=Ea^（ - 5=加邪心八-它们的迭加“ 爲話讣心胡巴二环丿卜红纠“半g 卜令型也出I a 丿￡■V C J ■ （1）是烧频率为僚;饯振碍为ZEcos +的前进浚.注意到巴的拽逼以频宴#二翌严周歩摊变化，所以我们称它为拍频忍“就是拍4' E：+E 汁

实验一自由落体重力加速度的测定

实验一自由落体重力加速度的测定一、实验目的 1. 通过测定重力加速度，加深对匀加速运动规律的理解： 2. 学习用光电法计时； 3. 学习用落体法测定重力加速度．二、仪器组成 YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪、YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计、钢球、卷尺等三、仪器结构 1. YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计面板如图l所示 2. 自由落体测定仪如图2所示四、实验原理在重力作用下，物体的下落运动是匀加速直线运动．可用下列方程来描述：式中s是在时间t内物体下落的距离．g是重力加速度．如果物体下落的初速度为0，即Vo=0时，可见若能测得物体在最初t秒内通过的距离S，就可以估算出g的值，在实验中要严格保证初速度为零有一定的困难.,故常采用下列方法：实验时，让物体从静止开始自由下落．如图3所示，设它到达A点的速度为V0. 从A点开始，经过时间t1到达B点，令A、B两点的距离为S1.，则若保持上述的初始条件不变，则从A点起，经过时

间t2后．物体到达C点．令A、C两点的距离为S2．则由式3和式4得：以上两式相减，得：那么就有这里不再出现初速度值，式中的各值均可用自由落体测定仪测量得到．五、实验步骤 1．调节自由落体仪垂直．将重锤装置安装好，调整底座上的调节螺旋，使重锤悬线与落体仪两立柱平行． 2．将第一光电门放在立柱A处．如离顶端20cm处，调第二光电门于B处．如两光电门相距90cm处，将实验装置上的激光器、接收器与YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计连接，打开电源，可看见激光器发出红光． 3．调节上、下两个激光器。使激光束平行地对准重锤线后，取下重锤装置． 4．保持上、下两个激光器位置不变，调节上、下两个接收器分别与对应的激光器对准(使激光束垂直射入接收器入射孔)，直至用手指通过上、下两光电门时，专用毫秒计能正常计时． 5．按动YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计功能键(使用方法见附录)，选择计时精度为0.0001s，(测完一组数据后，按动复位键归零)． 6．用手指托住钢球至落球定位孔，迅速松开手指，记录钢球自由下落通过上、下两光电门的时间t1。 7．用卷尺置于两光电门之间，测出两激光束之间的距离S1。 8. 重复以上步骤，测量八组数据，求平均值． 9．重复以上步骤，改变两光电门距离，用卷尺置于两光电门之间，测出两激光束之间的距离S2，测量八组t2数据，求平均值． 10．将实验数据填入下表．并按式(8)计算重力加速度g．求其误差．

光速测量实验报告

光速测量实验报告光拍法测量光速【实验名称】光拍法测量光速【实验目的】1( 掌握光拍频法测量光速的原理和实验方法。 2( 通过测量光拍的波长和频率来确定光速。【实验仪器】CG-IV型光速测定仪，示波器，数字频率计【实验原理】根据振动叠加原理，频差较小，速度相同的两列同向传播的简谐波叠加即形成拍。若有振幅相同为E0、圆频率分别为和(频差较小)的二光束: ,,,,,,,,1212 E,Ecos(,t,kx，,) E,Ecos(,t,kx，,) 1011120222 式中，为波数，和为初位相。若这两列光波的偏振方向相同， k,2,/,k,2,/,,,112212 则叠加后的总场为: ,,，，,,,,,,,,xx，，，，12121212EEEEtt ,，,2cos(,)，，cos(,)，120,,,,cc2222，，，，上式是沿x轴方向的前进波，其圆频率为，振幅为(,，,)/212 ,,,x,,，，12Et，因为振幅以频率为周期性地变化，所以 E2cos(,)，,f,,,/4,0,,c22，，被称为拍频波，称为拍频，为拍频波的波长。 ,,,,,c/,f,f 实验通过实验装置获得两束光拍信号，在示波器上对两光拍信号的相位进行比较，测出两光拍信号的光程差及相应光拍信号的频率，从而间接测出光速值。假设两束光的光程差为L，对应的光拍信号的相位差为，当二光拍信号的相位差为2π时，即光程差为光拍波,,'

,,的波长时，示波器荧光屏上的二光束的波形就会完全重合。由公，，c,,,,,f,L,2F便可测得光速值c。式中L为光程差，F为功率信号发生器的振荡频率。【实验步骤】1，观察实验装置，打开光速测定仪，示波器，数字频率计电源开关。 2，调节高频信号源的输出频率(15MHZ左右)，使产生二级以上最强衍射光斑。 3，用斩光器挡住远程光，调节全反射镜和半反镜，使近程光沿光电二极管前透镜的光轴入射到光电二极管的光敏面上，这时，示波器上应有与近程光束相应的经分频的光拍波形出现。 4，用斩光器挡住近程光，调节半反镜、全反镜和正交反射镜组，经半反射镜与近程光同路入射到光电二极管的光敏面上，这时，示波器屏上应有与远程光光束相应的经分频的光拍波形出现。 5，示波器上这时有两列波出现，移动导轨上A的滑块，记下此时A的位置，然后移动滑块B，让两列波完全重合，记下滑块B的位置。 6，重复步骤5，然后再记下数据。【实验数据与处理】 f=75.0035MHZ (mm) (mm) ，，，，D0D0AB 80.0 548.0 548.1 548.2 548.0 548.0 (mm) (mm) ，，，，D2,D2,AB 420.0 209.1 208.8 209.0 209.3 208.8 ，，，，，，，，，，，，L,2，D2,,D0，2，D2,,D0BBAA ，，D2,=(209.1+208.8+209.0+209.3+208.8) 5=209.0mm ,B ，，D0=(548.0+548.1+548.2+548.0+548.0)5=548.06mm ,B 1.88mm ，，，，L,2，209.00,548.06，2，420.0,80.0, 68c==1.88，，，2，75.0035，10=m/s ，，L，2F2.820，10 883.0，10,2.820，10,,=6.0% 83.0，10

光拍法测量光速(教案)

光拍法测量光速从17世纪伽利略第一次尝试测量光速以来，各个时期人们都采用最先进的技术来测量光速。现在，光在一定时间中走过的距离已经成为一切长度测量的单位标准，即“米的长度等于真空中光在299792458/1秒的时间间隔中所传播的距离”。光速也已直接用于距离测量，在国民经济建设和国防事来上大显身手，光的速度又与天文学密切相关，光速还是物理学中一个重要的基本的常数，许多其它常数都与它有关，例如光谱学中的里德堡常数，电子学中真空磁导率与真空电导率之间的关系，普朗克黑体辐射公式中的第一辐射常数，第二辐射常数，质子、中子、电子、μ子等基本粒子的质量等都与光速c 相关。正因为如此，巨大的魅力把科学工作者牢牢地吸引到这个课题上来，几十年如一日，兢兢业业地埋头于提高光速测量精度的事业。 [目的] 1.了解声光频移法获得光拍的方法。 2.掌握光拍法测光速的原理和实验方法。 3.熟练掌握用光速测定仪测量光速的技术。本实验是采用高频声光器件，利用声光频移效应产生150MHz 的拍频波，移动反光镜，用示波器比较近程光与远程光的相位差，求得拍频波的波长和频率，测得光的传播速度。 [仪器] 光速测量仪（LM2000C ）（包括光学系统及光路系统）、多功能等精度频率计（HC-F1000L ）、示波器（YB4320）。 [原理] 1．光拍的产生和传播根据振动的迭加原理，频差较小、速度相同的二同向传播的简谐波相迭加即形成拍。考虑频率分别为1f 和2f （频差21f f f -=?较小）的光束（为简化讨论，我们假定它们具有相同的振幅）： )cos(1111?ω+-=x k t E E )cos(2222?ω+-=x k t E E 它们的迭加 ]2 )(2cos[]2)(2cos[ 22 121212 121??ωω??ωω++-+?-+--=+=c x t c x t E E E E s （1）是角频率为 2 2 1ωω+，振幅为]2 )(2 cos[ 22 12 1??ωω-+--c x t E 的前进波。注意到s E 的振幅以频率π ωω22 1-= ?f 周期地变化，所以我们称它为拍频波，f ?就是拍频，如图一所示：

近代物理实验期末考试试题及答题要点

近代物理实验期末考试试题及答题要点 1.（实验名称：核衰变的统计规律）（1）测量G-M 计数管的坪曲线目的是什么？（2）某学生用G-M 计数管探测到某一放射源放射的粒子，每次测量的时间为30秒，共测量100次，测量数据如下表所示；用χ2检验方法判断测量结果是否服从泊松分布（2 19.49αχ-=）。已知泊松分布的概率函数式为： ()P n =! n m m e n - 。【答题要点】 (1) 检验G-M 管是否正常和确定工作电压。 (2) m=2.51，选用皮尔逊统计量作X 2检验，考虑到计算X 2值时每个区间的频数不能太少，于是把5i k >以上的数据合为一个区间，其余数据均可单独作为一个区间。因,100 i i E NP N ==则 0 2.511 2.51(0)1008.1!0! m k m E k N e e k --===?= 1 2.512 2.51(1)10020.41! E k e -==?= 同理可得3(2)25.5E k ==；4(3)21.3E k ==；5(4)13.4E k ==；6(5)11.3E k >=可求得： 2 6 21() 2.12i i i i N E E χ=-==∑ 选定显著水平 a=0.05，查X 2分布表得2 19.49αχ-=。由于22 1αχχ-<,故可判断观测结果与泊松分布无显著差异。 2.（实验名称：高真空的获得与测量）（1）真空的基本特点：1） 2） 3）。（2）衡量真空泵的两个重要指标是：和。（3）某一真空系统当用机械泵抽到1.2×10-1 Pa 后打开扩散泵，几分钟后真空度开始下降，直到几十Pa ，后又开始上升直到小于1×10-2Pa 。请解释这一现象。【答题要点】（1）真空空间气体分子密度极小，仅为大气压下分子密度的万亿分之一；气体分子或带电粒子的平均自由程极长；气体分子与固体表面碰撞的频率极低。（2）极限压强; 抽气速率（3）首先是油受热体积膨胀致使压强增大，真空度下降；当油蒸气遇到冷却水冷凝后，压强变小，真空

光拍法测光速

光拍法测量光速前言光在真空中的传播速度是一个重要的基本物理常数，许多重要的物理概念和物理量都与它有密切的关系。麦克斯韦的光的电磁理论中的常数c,一方面等于电荷的电磁单位与静电单位的比值,另一方面它又预示了电磁场的传播速度,即电磁波以光速传播,光是一种电磁波.此后首先被赫兹的实验所证实。历史上围绕运动介质对光的传播速度的影响问题，曾做过许多重要实验；同时在实验上和理论上作过各种探讨，最终导致了爱因斯坦相对论的建立。光的速度与许多物理量有关，例如电磁学中的真空电容率ε0与真空磁导率μ0，里德伯常数R ，质子、中子、电子、μ子等基本粒子的质量等。因此光速值的精确测量将关系到许多物理量值精度的提高，它是一项十分重要的课题。自17世纪伽利略第一次测定光速以来，在各个时期，人们都用当时最先进的技术和方法来测量光速。 1941年美国人安德森用电光调制法，即利用克尔盒作为一个光开关，调制光束，使光强产生1.9×107赫的变化，测得光速值为2.99766×108 m/s 。此值的前四位与现在的公认值一致。 1966年卡洛路斯，赫姆伯格用声光频移法，产生光拍频波，测量光拍频波的波长和频率，测得光速c=(299,792.47±0.15)×103 m/s 。 1970年美国国家标准局和美国国立物理实验室最先用激光作了光速测定。根据波动基本公式c=λυ，之间测量光波波长与光波频率而求得c 的数值。光的波长是用迈克耳孙干涉仪来直接测定;光波的频率是通过一系列混频、倍频、差频技术，利用较低频率的电磁波去测量较高频率，再以较高频率测量更高频率，最后达到测得光频的目的。因此，于1975年第十五届国际计量大会提出了真空中光速为：c=(299,792,458±1) m/s 。 1983年国际计量局召开的第七次米定义咨询委员会和第八次单位咨询委员会决定，以光在真空中 458 ,792,2991 秒时间间隔内所传播的距离，作为长度单位米的定义。这样，光速 c=(299,792,458m/s 就成了定义性常数，这个值被定义为精确值。直到现在，不少科学发达的国家仍集中了一批优秀的科学家，在提高光速的精确度方面进行着工作。本实验是用声光频移法获得光拍，通过测量光拍的波长和频率，来确定光速。通过实验，学习光拍法测光速的原理和实验方法，同时对声光效应有一初步的了解。一、实验目的：通过光拍的波长和频率来确定光速，掌握光拍频法测量光速的原理和实验方法，并对声光效应有初步了解。二、实验仪器： GSY-IV 型光速测定仪、示波器、数字频率计。三、原理和方法：（一）仪器装置图：

实验二重力加速度的测定(精)

实验二重力加速度的测定一、单摆法实验内容 1．学习使用秒表、米尺。 2．用单摆法测量重力加速度。教学要求 1.理解单摆法测量重力加速度的原理。 2.研究单摆振动的周期与摆长、摆角的关系。 3.学习在实验中减小不确定度的方法。实验器材单摆装置（自由落体测定仪），秒表，钢卷尺重力加速度是物理学中一个重要参量。地球上各个地区重力加速度的数值，随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。一般说，在赤道附近重力加速度值最小，越靠近南北两极，重力加速度的值越大，最大值与最小值之差约为1/300。研究重力加速度的分布情况，在地球物理学中具有重要意义。利用专门仪器，仔细测绘各地区重力加速度的分布情况，还可以对地下资源进行探测。伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动，用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间，他发现连续摆动的圣灯，其每次摆动的时间间隔是相等的，与圣灯摆动的幅度无关，并进一步用实验证实了观察的结果，为单摆作为计时装置奠定了基础。这就是单摆的等时性原理。应用单摆来测量重力加速度简单方便，因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质，即决定于重力加速度g和摆长L，只需要量出摆长，并测定摆动的周期，就可以算出g值。实验原理单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径，摆球质量远大于线的质量的条件下，将悬挂的小球自平衡位置拉至一边（很小距离，摆角小于5°），然后释放，摆球即在平衡位置左右作周期性的往返摆动，如图2-1所示。 θ 图2-1 单摆原理图

摆球所受的力f 是重力和绳子张力的合力，f 指向平衡位置。当摆角很小时（θ<5°），圆弧可近似地看成直线，f 也可近似地看作沿着这一直线。设摆长为L ，小球位移为x ，质量为m ，则 sin θ= L x f=psin θ=-mg L x =-m L g x （2-1）由f=ma ，可知a=- L g x 式中负号表示f 与位移x 方向相反。单摆在摆角很小时的运动，可近似为简谐振动，比较谐振动公式：a =m f =-ω2 x 可得ω= l g 于是得单摆运动周期为： T =2π/ω=2π g L （2-2） T 2 =g 2 4πL （2-3）或 g=4π22T L （2-4）利用单摆实验测重力加速度时，一般采用某一个固定摆长L ，在多次精密地测量出单摆的周期T 后，代入（2-4）式，即可求得当地的重力加速度g 。由式（2-3）可知，T 2 和L 之间具有线性关系，g 2 4π为其斜率，如对于各种不同的摆长测出各自对应的周期，则可利用T 2—L 图线的斜率求出重力加速度g 。上述单摆测量g 的方法依据的公式是(2-2)式,这个公式的成立是有条件的，否则将使测量产生如下系统误差: 1. 单摆的摆动周期与摆角的关系，可通过测量θ<5°时两次不同摆角θ1、θ2的周期值进行比较。在本实验的测量精度范围内，验证出单摆的T 与θ无关。实际上，单摆的周期T 随摆角θ增加而增加。根据振动理论，周期不仅与摆长L 有关，而且与摆动的角振幅有关，其公式为： T=T 0[1+( 21)2sin 22θ+(4231??)2sin 22 θ+……] 式中T 0为θ接近于0o 时的周期，即T 0=2πg L 2．悬线质量m 0应远小于摆球的质量m ，摆球的半径r 应远小于摆长L ，实际上任何一个单摆都不是理想的，由理论可以证明，此时考虑上述因素的影响，其摆动周期为：

光拍频测量光速实验

近代物理学实验报告 —光拍频法测量光速实验组员：付静静091204121 陈聪091204120 实验班级：电信科学091班指导老师：李鸣 2011-12-15

一、实验目的 1、掌握光拍频法测量光速的原理和实验方法,并对声光效应有一定初步了解； 2、通过测量光拍的波长和频率来确定光速。二、实验原理根据振动叠加原理，频差较小，速度相同的两列同向传播的简谐波叠加若有振幅相同为E0，圆频率分别为E1和E2（频差较小）的两光束：这两列光波的偏振方向相同，则叠加后的总场为： , 上式是沿x 轴方向的前进波，其振幅为 ?? ??? ?++ ??? ?? -+?????? ?-+??? ?? --=+=22cos 22cos 22121212 1 021????????c x t c x t E E E E

因为振幅以频率为，周期性地变化，所以被称为拍频波，称为拍频，如果将光拍频波分为两路，使其通过同光程后入射同一光电探测器，则该探测器所输出的两个光拍信号的位相差，两路光的光程差，之间的关系仍由上式确定，当时，恰为光拍波长，则：三、实验安装 1. 滤波放大器由于He-Ne 激光器的噪声（噪声谱在25MHz 以下）和频移光束之中频率成分很复杂，致使光拍信号被淹没在噪声中，无法观察。采用声表面波滤波器有效地抑制噪声，获得纯净的中心角频率为2Ω的光拍信号。滤波放大器方框图如图五所示。 ?? ? ???-+??? ??-?22cos 2210???c x t E π ? 4?=?f f ???L ?π ?2=?Λ=?L f c 图五滤波放大器方框图

用光拍频法测量光速

用光拍频法测量光速光速一般是指光在真空中的传播速度，实验测得各种波长的电磁波（广义的光）在真空中的传播速度都相同。据近代的精确测量，光速为。它是自然界重要常数之一。近代物理学理论的两大支柱之一——爱因斯坦的相对论，是建立在两个基本“公设”之上的，这两个公设之一就是“光在空虚空间里总是以确定的速度v 传播着”s m /102.997924588×1，即通常所说的真空中光速不变。由麦克斯韦电磁理论得到电磁波在真空中的传播是一个恒量，通过电磁学测出的这一恒量与实际测定的光速十分接近，于是麦克斯韦提出了光的电磁理论，认为光是在一定频率范围内的电磁波。1887年的“迈克尔逊——莫雷实验”表明光速在任何惯性系都是不变的。爱因斯坦采用了麦克斯韦的理论作为他相对论的基础之一，而迈克尔逊——莫雷实验是相对论的重要实验基础。目前光速测量技术，如光脉冲测量法、相位法等，还用于激光测距仪等测量仪器。实验目的 1. 理解光的拍频概念。 2. 掌握拍频法测量光速的技术。实验原理 1．光拍的产生和传播两个同方向传播、同方向振动的简谐波，如果其频率差远小于它们的频率时，两波迭加即形成拍。考虑满足上述条件的两束光，频率为f 1 和f 2 ,且f f f 12?<<1 及f f f 12?<<2 ，设两光强相等，初相为 0，沿 x 方向传播： )(cos )(cos 202101c x t E E c x t E E ?=?=ωω （1） 1 爱因斯坦 “论动体的电动力学”，1905年9月

可推导出合成波E s 的方程： )](22cos[)](22cos[2 )](2cos[)](2cos[ 212120121 202 1c x t f f c x t f f E c x t c x t E E E E s ?+???=?+???=+=ππωωωω （2）可见合成波是频率为 2)(12f f + ，振幅为222021E f f t x c cos[()]π?? 的行波。注意到在传播方向x 上，任何一个确定点上E s 的振幅以频率()f f 212? 周期地变化，所以我们称它为光拍频波，如图（1）所示。图（1）拍频波使用光敏二极管接收任何光信号时，光敏二极管输出的光电流与光强的平方，即电场强度的平方成正比。对于合成波E s ，光敏二极管在空间一点检测，其输出的光电流为 20s kE i = (3) 其中k 为由光敏二极管特性所决定的系数。将式（2）代入式（3），可以得到光电流 i 0 )](2cos 2 1)(2cos 21 ) )(cos( ) )(cos(1[2112122 00?ω?ω?ωω?ωω?+?+?+????=t t t t kE i （4）其中?=x c 。由式（4）可知，光电流应由直流分量、i 012f f ?、、和等频率成分组成。但由于光敏二极管能够输出的光电流信号频率远远低于、2 和12f 22f 12f 12f f +2f f f 2+1，因此这些项不会在光电流中出现。滤去直流分量后得到的光电流为 i 0

光拍频波和光速测量

一、实验目的 1．理解光拍频概念及其获得。 2．掌握光拍法测量光速的技术。二、实验原理光拍频法测量光速是利用光拍的空间分布,测出同一时刻相邻同相位点的光程差和光拍频率,从而间接测出光速。 1、光拍的产生和接受根据振动迭加原理，两列速度相同,振面和传播方向相同,频差又较小的简谐波迭加形成拍。假设有两列振幅相同(只是为了简化讨论)、角频率分别为ω1和ω2的简谐拨沿x 方向传播。 10111cos()E E t k x ω?=-+ 20222cos() E E t k x ω?=-+ k 1=2π/λ1，k 2=2π/λ2称为波数，?1和?2称为初位相，这两列简谐波迭加后得： 1 2 1212 121202cos cos 2222x x E E E E t t c c ωω??ωω??--++????? ?? ?=+=-+ -+ ? ???? ? ? ? ? ?? ?? ? （1） E 是以角频率为12 2 ωω+，振幅为12122cos 022x E t c ωω??--?? ??-+ ?? ????? 的前进波。注意到其振幅是以角频率12 2 ωωω-?= 随时间作周期性的缓慢变化。所以称E 为拍频波，其中 12 2 F ωωωπ-?==?,F ?称为拍频。s λ?是拍的波长。 2、相拍二光束的获得假设超声波()(),cos 0u y t u t k y s s ω=-沿y 方向以行波传播,它引起介质在y 方向的应变为： ()() 00sin sin s s s s s u S u k t k y s t k y y ωω?= =-=-? （2）若介质y 方向的宽度b 恰好是超声波半波长的整数倍,且在声源相对的端面敷上反射材料,使超声波反射,在介质中形成驻波声场,(),2cos cos 0u y t u t k y s s ω=g ，它使介质在y 方向的应变为： 002cos sin 2cos sin s s s s s u S u k t k y s t k y y ωω?=- ==? （3）即用同样的超声波源激励,驻波引起的应变量幅值是行波的两倍,这样光通过介质产生衍射的强度比行波法强的多,所以本实验采用驻波法。

重力加速度的精确测量与研究

重力加速度的精确测量与研究指导教师：孙爱民学生姓名：张禹 2006级物理学（3）班学号：200672010361 摘要：本文在总结传统测量重力加速度方法的基础上，通过搭建新的实验装置，探究一种新的测量重力加速度的方法。该方法具有操作方便、简单的优点，并且提高了实验数据精确度，符合探究式学习的教育理念。关键词：自由落体；重力加速度；光电门；瞬时速度 Accurate measurement of gravitational acceleration and Research Zhang Yu，Sun Ai-min Abstract:This thesis explores a new approach to the accurate measurement of acceleration of gravity on account of a summary of existed approaches .the novel approach applies new experiment devices which improve much in the accuracy of experiment data. The presented approach is easy to operate and accords whit the education notion of exploratory study. Keywords ：Free Fall；Acceleration of gravity；Optical gate；Instantaneous velocity 引言重力加速度g是物理学中的一个重要参量，在实际工作中，常常需要知道重力加速度的大小。重力加速度g的测定是个传统的实验，其实验方法通常有落体法测量重力加速度、用摆测量重力加速度和用液体测量重力加速度[1]。其中落体法测量重力加速度又可分为自由落体法、气垫导轨法、斜槽法等[2]。每种方法都有各自的优缺点，测量结果的精确度也不尽相同，但总体来说所测出的实验数据精确度普遍较低。传统的用光电门测量重力加速度g时，通常存在多次测量时小球高度不固定、挡光部分不相同等缺点，并且用小球作重物时经过光电门因偏心引起的会引起误差[3]。为了提高测量结果的精确度，本文采用自己搭建的实