电磁场与微波测量实验实验三双缝干涉实验.docx

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电磁场与微波测量实验实验三双缝干涉实验

电磁场与微波测量实验报告

学院：

电子工程学院

专业：

光电信息科学与工程

班级：

2013211212

成员：

实验三双缝干涉实验

一、实验目的

1、通过实验观察并测量双缝干涉的现象及特征。

2、掌握来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的影响。

二、实验设备

DH926B型微波分光仪、三厘米固态振荡器、喇叭天线、可变衰减器、晶体检波器、双缝板

三、实验原理

干涉加强的角度为：

，式中K=l、2、……；

干涉减弱的角度为：

式中K=l、2、……。

四、实验内容及步骤

1、如图3.2连接仪器；

图3.2双缝干涉实验系统

2、调节双缝板，使缝的宽度为合适值。

3、将双缝安装到支座上，使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的900刻度的一对线一致。

4、转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处，此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。

5、按信号源操作规程接通电源，调节衰减器使信号电平读数指示接近满度。

6、从衍射角00开始，在双缝的两侧使衍射角每改变10读取一次表头读数，并记录下来（注：

由于衍射板横向尺寸小，所以当b取得较大时，为了避免接收喇叭直接收到发射喇叭的发射波或通过板的边缘过来的波，活动臂的转动角度应小些。

）

7、实验结束，关闭电源，将衰减器的衰减调至最大。

五、实验结果及分析

（1）双缝干涉实验：

角度（º）

左侧干涉强度（

）

右侧干涉强度（

）

左右干涉强度平均值（

）

0

85

85

85

1

84

83

83.5

2

80

80

80

3

78

76

77

4

68

63

65.5

5

60

41

50.5

6

30

27

28.5

7

18

10

14

8

12

3

7.5

9

8

0

4

10

4

0

2

11

12

2

7

12

18

22

20

13

33

34

33.5

14

53

35

44

15

43

38

40.5

16

39

37

38

17

25

30

27.5

18

24

27

25.5

19

23

22

22.5

20

19

13

16

21

13

5

9

22

9

2

5.5

23

6

1

3.5

24

3

2

2.5

25

2

3

2.5

26

0

7

3.5

27

3

10

6.5

28

14

11

12.5

29

15

11

13

30

19

9

14

由以上数据可知，实验测得一级极大干涉角在14º附近，一级极小干涉角在24º附近。

，代入公式得理论值一级极大干涉角

，

一级极小干涉角

。

干涉曲线如下图所示：

（2）双缝干涉实验：

角度（º）

左侧干涉强度（

）

右侧干涉强度（

）

左右干涉强度平均值（

）

0

54

54

54

1

47

44

45.5

2

38

40

39

3

35

39

37

4

34

36

35

5

31

30

30.5

6

27

26

26.5

7

0

17

8.5

8

21

9

15

9

4

4

4

10

1

2

1.5

11

1

1

1

12

2

1

1.5

13

6

7

6.5

14

15

11

13

15

21

16

18.5

16

24

20

22

17

28

22

25

18

30

23

26.5

19

33

31

32

20

38

35

36.5

21

37

34

35.5

22

32

32

32

23

30

27

28.5

24

23

19

21

25

17

12

14.5

26

2

4

3

27

2

1

1.5

28

2

0

1

29

4

0

2

30

8

2

5

由以上数据可知，实验测量得一级极大干涉角在20º附近，一级极小干涉角在28º附近。

若用理论值

计算，代入公式得理论值一级极大干涉角

，

一级极小干涉角

。

干涉曲线如下图所示：

（3）双缝干涉实验：

角度（º）

左侧干涉强度（

）

右侧干涉强度（

）

左右干涉强度平均值（

）

0

50

50

50

1

48

48

48

2

43

46

44.5

3

38

40

39

4

36

38

37

5

34

38

36

6

31

36

33.5

7

20

31

25.5

8

14

14

14

9

12

17

14.5

10

11

10

10.5

11

6

5

5.5

12

2

2

2

13

1

2

1.5

14

1

2

1.5

15

2

2

2

16

3

3

3

17

4

4

4

18

8

6

7

19

11

8

9.5

20

14

10

12

21

17

16

16.5

22

20

26

23

23

28

32

30

24

33

34

33.5

25

37

36

36.5

26

35

34

34.5

27

28

28

28

28

23

25

24

29

20

22

21

30

19

18

18.5

由以上数据可知，实验测量得一级极大干涉角在25º附近，一级极小干涉角在30º附近。

若用理论值

计算，代入公式得理论值一级极大干涉角

，

一级极小干涉角

。

干涉曲线如下图所示：

六、误差分析

比较理论值和实验值可得，所得的实验值与理论值较为接近，但也有一定的误差，这是因为在实验室过程中，很容易受到其他实验设备的干扰，导致微波在传播中不稳定，影响实验数据的准确性。

测量波长时也存在同样的问题，所以

的测量值也只是近似结果。

同时因为实验操作的限制，导致实验数据不够多，可能会读实验结果有一定的影响。

另外，单缝衍射的干扰、读数不准确也会对实验结果造成影响。

七、思考题

（1）试阐述a、b变化对干涉产生的影响。

答：

当缝的大小a很大时光线直接穿过双狭缝，出现在屏上的是一亮斑而不是干涉条纹，随着缝的大小a减小，屏上开始慢慢出现了干涉条纹，当缝的大小继续减小时，屏上的图像不单只是干涉图样，还出现了另一种光的相干叠加现象——衍射。

在单色光照射时，在保持其他参数不变的条件下，只改变双缝间距b，随着b依次增大时，干涉条纹的缝宽应变窄，条纹变密.

（2）假设b趋近于0，实验结果的变化趋势如何？

答：

若b趋近于0，则干涉现象越来越不明显，如果缝宽足够小，则类似于单缝衍射实验。