表面等离子共振

6月19日试验:

三棱镜按正交放置,即螺丝与转轴的连线与棱面垂直。发现三棱镜三面不可以同时准直。 在两面准直后,以此来作为入射、出射光学面。各自准直时的度数为: 159度56’,339度58’。(249度57’)。219度34’,39度31’。(129度32.5’) 从而顶角为(180-(249度57’-129度32.5’)=)59度35.5’。 按最小偏向角法,找到绿线的度数为:207度26’,27度28’。(117度27’)。而汞灯的白线度数为:169度12’,349度13’。(259度12.5’)。从而最小偏向角为(180-259度12.5’+117度27’=)38度14.5’。 计算折射率为:1.51688.

用毛玻璃代替镀银玻璃,只观测到一个亮斑。并发现在转动时,亮斑忽明忽暗;仔细观察可以看到有一条竖的暗条纹在亮斑中周期性移动,在以下位置时出现暗条纹且位居亮斑中间:55度39’,56度30’,57度30’,58度45’,60度10’,61度57’,63度57’。 估计暗条纹是干涉的暗纹。对此,用“波长等于dcosa”估测水膜的厚度约为10微米。 而估测水膜厚度:一滴水计0.1ml,展开后面积2cmX5cm,则可算的水膜厚度为100微米。 实际一滴水还要少一些,面积也要大一些,所以水膜厚度在几十个微米量级是合理的。 同时,又注意到,这次只有一个亮斑,也就是说毛玻璃一侧并不反射光,看到的亮斑只有在水膜附近的界面反射。 改变偏振方向,相对光强不变。

回想用银膜做试验,并未发现如上所述的暗条纹。重复试验,发现主要亮斑没有此现象,而旁边的亮斑有。说明主亮斑是银反射的,而旁边的一个是水膜反射的。 在镀银时,红光凹陷处的度数为82度20’,262度16’。(172度18’)。而界面准直时,读书为55度40’,235度37’。(145度38.5’)。所以空气入射角为(172度18’-145度38.5’=)26度39.5’。 转换折射角为:17度12.3’。转换为银表面的入射角为47度12.3’。 用绿光,凹陷处在203.5度,而准直是在180度,所以空气入射角为23.5度,转换折射角为:15度14.4’。转换为银表面入射角为45度14.4’。

试验数据

绿光 spr2.xls

理论测算:

Au:

Ag:

spr_silver.jpg

Mathematica脚本:
  • exp/common/surface_plasmon_resonance.txt
  • 最后更改: 2013/06/19 20:42
  • (外部编辑)