杨氏双缝干涉 Yang’s Double-slit Interference 刘丹
实验目的 experimental purpose 了解光波产生稳定干涉现象的条件. 观察日光及单色光的双缝干涉图样 测定单色光的波长
实验原理 experimental principle 获得相干光源的方法——分波阵面法。 光通过双缝干涉仪上的单缝和双缝后,得到振动情况完全相同的光,它们在双缝后面的空间互相叠加,会发生干涉图形. 如果用单色光照射,在屏上会得到明暗相间的条纹; 如果用白光照射,可在屏上观察到彩色条纹.
波的叠加原理
波的叠加原理 若整个装置放在空气中,则相干光到达P点的光程差为 在实际情况中, 则有
波的叠加原理 光强极大处 由光程差判据 光强极小处 各级干涉的极大的位置为 干涉极小的位置是 相干条纹的间距
波的叠加原理 变换可得: d——两个狭缝中心的间距 λ——单色光波波长 D——双缝屏到观测屏(微测目镜焦平面)的距离 实验中测得D,d以及 x,即可算出
实验仪器 experimental apparatus 1、钠光灯(可加圆孔光栏) 2、凸透镜L: f=50mm 3、二维调整架: SZ-07 4、单面可调狭缝: SZ-22 5、双缝(使用多缝板,规格参考下面注释) 6、干板架: SZ-12 7、测微目镜Le(去掉其物镜头的读数显微镜) 8、读数显微镜架 : SZ-38 9、三维底座: SZ-01 10、二维底座: SZ-02 11、一维底座: SZ-03 12、一维底座: SZ-03
仪器实物图及原理图 experimental instrument and principle diagram
实验步骤 experimental step 把全部仪器按照图示顺序在平台上摆放好,并调成共轴系统。钠光灯(可加圆孔光栏)经透镜聚焦于狭缝上。使单缝和双缝平行,而且由单缝射出的光照射在双缝的中间。 直接用眼睛观测到干涉条纹后,再放入微测目镜后进行测量。使相干光束处在目镜视场中心,并调节单缝和双缝的平行度使干涉条纹最清晰。 用微测目镜测出干涉条纹的间距△x,双缝到微测目镜焦平面上叉丝分化板的距离D。
数据处理 Data processing 将测得的数据代入公式进行计算,求出波长。比较实验值与真实值,分析误差原因。
思考题: 光源上下移动时,干涉条纹如何变化? 双缝间距改变时,干涉条纹如何变化? 双缝到屏的距离改变时,干涉条纹如何变化? 入射光波长改变时,干涉条纹如何变化?