双缝干涉现象的观察精文档格式.docx
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1、学习在光具座上对光具进行调节的技术;
2、观察、描述双缝干涉的现象及其特点;
二、实验原理
设一束单色光照射到一个开有长狭缝S的屏上,通过S形成一个柱面光波,然后再入射到另一屏上,此屏开有平行于狭缝S的另两个彼此极为靠近的狭缝和,光透过和,又形成两个柱面波并在空间交叠起来。
显然,由和射出的光束来自同一光波波阵面的不同部分,因此由和射出的光具有相同的频率。
尽管从S陆续射出的原子光波列的初相位是不断变化的,但是任何变化都有同时发生在和处,从而能使和射出的光波间的相位差始终保持不变。
此外,在靠近和连线的中垂线两侧附近,和射出光波的光矢量也近于平行,所以,这两束光应是相干光。
来自和两束光的干涉可用光屏来观察,在观察屏上将形成平行于双缝的明暗相间的干涉条纹。
三、实验设备
实验一:
光具座,激光,玻璃双缝,屏
实验二:
光具座,激光,胶片双缝(在白纸上画两条黑线,用相机拍摄得来),屏
实验三:
光具座,固定架,钠光灯,单缝,凸透镜,玻璃双缝,移测显微镜
实验四:
光具座,固定架,钠光灯,单缝,凸透镜,胶片双缝,移测显微镜
四、实验方法与步骤
实验一方法与步骤:
(1)把玻璃双缝和屏安装在光具座上
(2)调节激光、玻璃双缝、屏,使得三者的中心在同一高度
(3)打开激光
(4)在屏上我们可以看到明暗相间的条纹
(5)移动屏和双缝以及光源和双缝的距离,观察干涉条纹有无变化
(6)改变缝宽重新做实验观察条纹变化
实验二方法与步骤:
(1)把胶片双缝和屏安装在光具座上
(2)调节激光、胶片双缝、屏,使得三者的中心在同一高度
实验三方法与步骤步骤:
(1)把凸透镜、玻璃双缝、单缝和移测显微镜安装在光具座上
(2)调节钠光灯、凸透镜、玻璃双缝、移测显微镜,使得四者的中心在同一高度
(3)打开钠光灯,调节凸透镜与钠光灯的距离,使得能在凸透镜后面找到一个亮点。
调节玻璃双缝与凸透镜的距离,使得亮点照在双缝上。
(4)调节移测显微镜与双缝的距离,使得干涉后的光在移测显微镜的观察范围内,从显微镜里观察干涉条纹
实验四方法与步骤步骤:
(1)把凸透镜、胶片双缝、单缝和移测显微镜安装在光具座上
(2)调节钠光灯、凸透镜、胶片双缝、移测显微镜,使得四者的中心在同一高度
4)调节移测显微镜与双缝的距离,使得干涉后的光在移测显微镜的观察范围内,从显微镜里观察干涉条纹
五、实验结果及分析
实验一结果:
当我们移动双缝调节好高度时,我们能看到明显的明暗相间的条纹。
实验结果的分析:
平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上,狭缝相距相近,平行光的光波会同时传到狭缝,它们就成了两个频率基本相同的波源,它们发出的光在挡板后面的空间相互叠加,就发生了干涉现象。
激光是一种光强很强的光,它在发射时是一束平行光,它在透过双缝时,我们就可以得到明显的明暗相间的条纹。
根据相邻明条纹或相邻暗条纹的间距
当L变大时,明暗条纹的间距也变大
当L变小时,明暗条纹的间距也变小
实验二结果:
当我们移动双缝调节好高度时,可以看到明暗相间的条纹。
激光是一种光强很强的光,它在发射时是一束平行光,具有很强的相干性,它在透过双缝时,我们就可以得到明显的明暗相间的条纹。
本实验中我们用了胶卷上划双缝的自制双缝,虽然它不如原双缝实验效果明显,但我们还是看到了明暗相间的条纹。
实验三结果:
当我们移动双缝调节好高度时,不能看到明暗相间的条纹。
由于钠光不是一种光强很大的光,而且它在发射时是向各个方向传播的,相对来说就显得光强较弱,我们用凸透镜对钠光进行聚焦,因为钠光实在是太散了,聚集的效果并不理想,当我们根据实验步骤进行操作后并不能得到预期的结果。
实验四结果:
八、实验结论
平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上,狭缝相距很近,平行光的光波会同时传到狭缝,它们就成了两个频率基本相同的波源,它们发出的光在挡板后面的空间相互叠加,就发生了干涉现象。
当单色光经过双缝后,在屏上产生了明暗相间的干涉条纹。
当屏上某处与两个狭缝的路程差是波长的整数倍时,则两列波的波峰与波峰叠加,波谷与波谷叠加,形成亮条纹。
当屏上某处与两个狭缝的路程差是半个波长的奇数倍时,在这些地方波峰跟波谷相互叠加,光波的振幅互相抵消,出现暗条纹。
在光屏上,L表示从双缝到光屏的垂直距离,△X表示相邻明条纹(或相邻暗条纹)的间距:
对明条纹有:
对暗条纹有:
相邻明条纹(或相邻暗条纹)的间距△X:
当L增大,其它条件不变时,△X也随之增大,当L变小,其它条件不变时,△X也随之减小。
九、实验拓展
拓展一:
在胶片上划三条缝,调节好仪器高度我们能观察到明暗相间的条纹。
经实验发现:
拓展二:
在胶片上划很多条缝,调节好仪器高度我们能观察到明暗相间的条纹。
此时的胶片上的缝就像是光栅,我们得到了非常清晰的图像。
拓展三:
我们是白炽灯的光做光源,透过凸透镜和玻璃双缝我们在屏上看到如下图像。
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- 干涉现象 观察