杨氏双缝干涉实验报告参考稿                                                                                                                                             

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杨氏双缝干涉实验    【实验目的】 1、了解杨氏双缝干涉现象基本原理， 2、了解杨氏双缝干涉实验装置基本结构并掌握光路调整方法， 3、观察双缝干涉现象并掌握光波波长的一种测量方法。 【实验仪器】 杨氏双缝干涉仪器一台（WSY-6-0.5mm），测微目镜一个（0.01mm），钠灯光源一套。 【实验原理】    1801年，托马斯·杨巧妙地设计了一种把单个波阵面分解为两个波阵面以锁定两光源之间相位差的方法来研究光的干涉现象。用叠加原理解释了干涉现象并在历史上第一次测定了光波的波长. 1． 相干条件：   空间两列波在相遇处要发生干涉现象，这两列波必须满足以下三条相干条件。1）振动方向相      同；2）频率相同；3）相位差恒定。 2． 相干光的获得与波长测量基本原理：   杨氏双缝干涉属分波阵面干涉，其相干光路如图所示。波长为λ的钠黄光入射单缝S后可视S为单色线光源，该线光源所发柱面波经间距为d的双缝S1与S2后可在屏上获得干涉条纹，条纹间距为   ,屏到双缝的距离为    ，待测光波波长近似为：     

 

一： (l)了解钠灯光源与使用方法，预热钠灯，

    (2)了解杨氏双缝干涉实验仪基本结构，

    (3)开启钠灯电源预热钠灯，

    (4)将各光学元件按顺序置于光学导轨上正确布置实验光路并调至同轴等高，

    (5)观察双缝干涉现象并适当调节单缝方位旋钮使条纹清晰易于观测，

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实验报告

一 实验目的：通过杨氏双缝干涉实验求出钠光的波长。

二 实验器材：钠光灯，双缝，延伸架测微目镜，3个二维平移底座，2个升降调节座, 透镜L1,二维架，可调狭缝S，透镜架，透镜L2,双棱镜调节架.

三 实验原理：波在某点的强度是波在该点所引起的振动的强度，因此正比于振幅的平方。如果两波在P点引起的振动方向沿着同一直线。那么，根据△φ=2π/λδ=2π/（r2-r1）=k（r2-r1）k为波数。则对应2πj即r2-r1=2jλ/2(j=0,±1,±2…)（1—14）差按等于λ/2的整数倍，两波叠加后的强度为最大值，而对应于△φ=(2j+1) λ\2(j=0,±1,±2…) （1—15）式那些点，光程差等于λ/2的奇数倍，称为干涉相消。如果两波从s1,s2向一切方向传播，则强度相同的空间各点的几何位置。满足 r2-r1=常量， r2-r1≈s2s1=d满足下列条件的各点，光强为最大值r2-r1≈ d=jλ考虑到r＜＜d,≈=y/r0,y表示观察点。P到P0的距离，因而强度为最大值的那些点应满足：d≈dy/r0=jλ或y=j r0λ/ d (j=0, ±1,±2…) 同理按（1—15）式可得强度为最小值的条纹或相邻两条强度最小值的条纹的顶点同理按（1—15）式可得强度为最小值的条纹或相邻两条强度最小值的条纹的顶点 △y=yj+1-yj= r0λ/ d

四 实验步骤:1使钠光通过透镜L1汇聚到狭缝上,用透镜L2将S成像于测微目镜分划板M上,然后将双缝D置于L2近旁.在调节好S,D和M的刻线平行,并适当调窄S之后,目镜视场出现便于观察的杨氏条纹.

2 用测微目镜测量干涉条纹的间距△x,用米尺测量双缝的间距d,根据△x=roλ/ d计算钠光的波长.

五 实验数据记录与处理:

注：n为X1、X2间的条纹数

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杨氏双缝干涉实验的结果及其思考

摘要：杨氏巧妙地设计了一种把单个波阵面分解为两个波阵面以锁定两个光源之间的相位差的方法来研究光的干涉现象。分析杨氏双缝干涉实验的结果及其杨氏双缝干涉的应用。

关键词：光源；双缝干涉；现象；明暗相间；条纹

一、杨氏双缝干涉实验的结果

     1801年，杨氏巧妙地设计了一种把单个波阵面分解为两个波阵面以锁定两个光源之间的相位差的方法来研究光的干涉现象。杨氏用叠加原理解释了干涉现象，在历史上第一次测定了光的波长，为光的波动学说的确立奠定了基础。

    实验中我们根据光的干涉原理，即光程差等于波长的整数倍时，P点有光强最大值，光程差等于半波长的奇数倍时，P点的光强最小。当光源为单色光时，在屏上出现一系列平行等距的明暗直条纹组成，干涉条纹是一组平行等间距的明、暗相间的直条纹。中央为零级明纹，上下对称，明暗相间，均匀排列。而且干涉条纹不仅出现在屏上，凡是两光束重叠的区域都存在干涉，故杨氏双缝干涉属于非定域干涉。当D、λ一定时，e与d成反比，d越小，条纹分辨越清。λ1与λ2为整数比时，某些级次的条纹发生重叠。

当用白光作实验, 则除了中央亮纹仍是白色的外,其余各级条纹形成从中央向外由紫到红排列的彩色条纹—光谱。

二、对杨氏双缝干涉实验的结果的讨论分析

1、狭缝s的存在有没有必要

　　在“杨氏实验”中，s是一很小的狭缝（或小孔），通过s的光照射到s1和s2上，在光屏上形成明暗相间的干涉条纹．同学们往往提出，这个狭缝s的存在是否有必要？若用一个普通光源代替s去照射s1和s2，光屏上能否出现干涉条纹？回答当然是狭缝s的存在是必要的．用普通光源代替s，光屏上不可能出现干涉条纹．因为干涉条件要求，只有同一波列自身之间才能发生干涉，不同的光源之间，以及同一光源的不同部分发出的光都不满足相干条件．由于狭缝s的存在，且s很小．光波到达s1、s2就成为发射柱面波（s若为小孔，则发射球面波）的波源．它们又各发出一个柱面（或球面）形次波．由于这两个次波来自同一个波面，因此它们的频率相同；由于s1与s2距离很近，因此振动方向近似一致；又由于s1和s2的振动位相差保持一定．所以这两列光波满足相干条件，这是利用分波阵面法获得相干光波的典型方法．

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杨氏双缝干涉

一、实验目的

（1）       观察杨氏双缝干涉现象，认识光的干涉。

（2）       了解光的干涉产生的条件，相干光源的概念。

（3）       掌握和熟悉各实验仪器的操作方法。

二、实验仪器

      1：钠灯（加圆孔光阑）

      2：透镜L1（f=50mm）

      3：二维架（sz-07）

      4：可调狭缝s（sz-27）

      5：透镜架（sz-08，加光阑）

      6：透镜L2（f=150mm）

      7：双棱镜调节架（sz-41）

      8：双缝                                                                                                 

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一，实验目的

（1）       观察杨氏双峰干涉现象，认识光的干涉。

（2）       了解光的干涉产生的条件，相干光源的概念。

（3）       掌握和熟悉各实验仪器的操作方法。

二，实验仪器

      1：钠灯（加圆孔光阑）

      2：透镜L1（f=50mm）

      3：二维架（sz-07）

      4：可调狭缝s（sz-27）

      5：透镜架（sz-08，加光阑）

      6：透镜L2（f=150mm）

      7：双棱镜调节架（sz-41）

      8：双缝                                                                                                 

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光学仿真课程设计 实验报告

双光束干涉的仿真

一、实验目的

对双缝干涉进行计算，绘出1.单色光2.复色光的干涉条纹，总结双缝干涉的特点。

二、实验原理

杨氏双缝干涉实验是最早利用分波阵面法获得相干光，从而获得光波干涉现象的典型实验装置。

       如图7.1.1所示，两狭缝间距为d，双缝所在平面与屏幕平行，两者之间的垂直距离为D，O为屏幕上的坐标原点且与两狭缝对称。两个狭缝光源满足振动方向相同、频率相同、相位差恒定的相干条件。故两列光在空间相遇，将产生干涉现象。屏幕上将出现明暗相间的干涉条纹。设OP=y，则由几何关系可知，两个相干光源到达屏幕上任意点P的距离分别为：

             

       这样两列相干光的光程差为，相位差为。设两狭缝光源的光波单独到达屏幕P点处的振幅分别为和，光强分别为和。则两列光波叠加后的振幅为：，而叠加后的光强为：。设两列光波在屏幕上相遇点振幅相等，则P点光强为：

时为干涉明条纹。

时为干涉暗条纹。

       其实绝对的单色光只是理论上存在，实际的“单色光”都是有一定谱线宽度的准单色光，这种准单色光入射到干涉装置后，其中的每一种波长成分都将产生自己的干涉条纹，由于波长不同，除零级明条纹外，其他级次的条纹将彼此错开，并发生不同级条纹的重叠。在重叠处总的光强为各种波长的条纹的光强的非相干相加。随着级次的增大，干涉条纹的明暗对比减小，当级次增大到某一值后，干涉条纹就消失了。对于谱线宽度为的准单色光，干涉条纹消失的位置应是波长 的成分的k级明条纹与波长为的成分的k+1级明纹重合的位置。由于两成分在此位置上有同一光程差，根据光程差与明纹级次的关系可知，条纹消失时，应满足：。由于，于是可得：由此可知，愈大，即光的单色性愈差，能观察到得干涉条纹级次就愈小。

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