双缝干涉报告
- 格式:docx
- 大小:106.32 KB
- 文档页数:4
物理高二优质课光的波动性实验双缝干涉与衍射高中物理实验报告:光的波动性实验——双缝干涉与衍射摘要:本实验旨在通过实际操作,观察和研究光的波动性质,重点关注双缝干涉和衍射现象。
实验通过调整光源、屏幕、双缝和单缝的位置,以及调整双缝之间的距离,来观察和分析光的干涉和衍射现象。
实验结果表明,光的波动性在双缝干涉和衍射过程中得到了充分体现。
引言:光既可以被看作粒子,也可以被看作波动。
光的波动性能够解释许多光现象,例如双缝干涉和衍射。
双缝干涉是指光通过双缝时,在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹,而衍射是指光通过缝隙或物体边缘产生弯曲扩散的现象。
这些现象对于深入理解光的波动性质非常重要。
材料与方法:1. 光源:使用一台稳定的白炽灯作为光源。
2. 屏幕:使用一块白色的屏幕作为接收光线的介质。
3. 双缝装置:使用一个带有双缝的装置,可自由调整缝隙的大小。
4. 单缝装置:使用一个带有单缝的装置,用于对比实验。
5. 尺子:用于测量双缝和单缝之间的距离。
6. 实验记录表:用于记录实验过程中的观察结果和数据。
实验步骤:1. 将光源放置在适当的位置,保证光源稳定。
2. 将屏幕放置在光源的对面,并调整屏幕位置,使其与光源保持适当的距离。
3. 安装双缝装置,并调整双缝之间的距离,为后续实验做好准备。
4. 打开光源,记录下双缝干涉的明暗条纹。
5. 将双缝装置更换为单缝装置,再次记录下明暗条纹。
6. 分析和比较双缝干涉和单缝衍射的观察结果,得出结论。
结果与讨论:在本实验中,我们观察到了明暗相间的双缝干涉条纹以及扩散的单缝衍射现象。
通过调整双缝之间的距离,我们发现干涉条纹的间距会发生变化。
我们还发现,当双缝之间的距离非常小,接近波长的大小时,干涉条纹会更加密集,颜色更加明亮。
而当双缝之间的距离远大于波长时,干涉条纹会相对稀疏,颜色也更加暗淡。
通过对单缝衍射现象的观察,我们发现光通过缝隙后会呈现出波动性的特点,光线会以半圆形扩散出去。
我们还注意到,单缝衍射的条纹相对于双缝干涉的条纹更加扩散,且颜色更加暗淡,这是因为单缝衍射中只有一条光线通过缝隙,而双缝干涉中有两条光线相互干涉,使条纹更加明亮。
光波双缝干扰实验报告本实验旨在观察光波经过双缝实验装置后产生的干涉现象,并通过实验数据来验证波动理论。
实验装置主要包括光源、双缝装置、检测屏和测量设备。
光源选取为激光器,保证光源的单色性和相干性。
双缝装置是由两个相互平行的狭缝构成,其间距可调节。
检测屏是一个平坦的屏幕,上面放置了光敏探测器。
测量设备选取了合适的光强计,用于检测干涉光强。
在实验过程中,首先调整好实验装置,使光源照射在双缝上,并将检测屏放置在一定的观察位置上。
然后,通过调节双缝的间距,观察到干涉条纹的出现。
根据实验需要,可以适当调整检测屏的位置和旋转角度,以获取清晰的实验数据。
最后,使用光强计测量不同位置处的干涉光强,记录下实验结果。
在实验数据的处理过程中,可以使用以下公式计算出相邻两条等级的间距d:d = λL / (m * D)其中,λ为激光的波长,L为双缝与检测屏的距离,m为等级数,D为双缝间距。
根据这个公式可以推导出双缝间距D:D = λL / (m * d)通过对实验数据的统计和分析,可以得出一些重要结论。
首先,干涉条纹的亮度随着距离中心的增加而逐渐减弱,呈现出明暗交替的特征。
其次,当m的值增大时,干涉条纹的间距变小,即更为密集,且相邻两条等级的间距d也随之变小。
此外,根据实验结果可以得出波动理论的验证:光波通过双缝装置后,在检测屏上呈现出清晰的干涉条纹,这与波动理论的预测是一致的。
总结而言,光波双缝干扰实验通过观察干涉条纹的产生,验证了波动理论在光学领域的适用性。
这个实验为我们深入理解光波的行为和特性提供了直观的实验依据,也为光学实际应用中的干涉现象提供了基础实验支持。
电磁场与微波实验三报告——双缝干涉实验双缝干涉实验1. 实验原理如右图所示,当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时,则每一条狭缝就是次级波波源。
由同一波源到达两缝后所发出的次级波是相干波,因此在金属板后面的空间中将产生干涉现象。
当然,当光通过每条缝时也会出现前面所讨论过的衍射现象,因此这项实验是干涉和衍射两者结合的结果,为重点研究干涉的结果,可以通过控制波长和缝隙宽度来使衍射的现象减弱。
假设b 为双缝的间距,a 仍为缝宽,取a 尽量接近波长λ。
在这样的条件下当取较大的b 时,干涉强度受单缝衍射的影响较小,反之,当b 较小时,干涉强度受单缝衍射影响较大。
干涉加强的角度为半波长的偶数倍处:1sin []K a b λϕ-⨯=+式中K=1,2,…;干涉减弱的角度为半波长的奇数倍处:1(21)sin []2()K a b λϕ-+⨯=+式中K=1,2,…。
只要a 、b 选取合理,可以只对1级极大的干涉角和0级极小的干涉角进行讨论。
2.实验步骤实验平台搭接如上调整双缝板的缝宽到所需大小,将狭缝板放到支座上,使板面与小圆盘上的90-90刻线一致。
固定臂的指针指在小平台的180刻度处。
调整信号电平使数据采集仪接近满刻度。
(注意:双缝板的两面材料不同)开始实验前,检查实验装置状态,注意仪器保护。
(尤其三厘米固态信号源)察看三厘米固态信号源的“等幅”和“方波”档的设置,将数据采集仪的“等幅/方波”设置按钮等同于三厘米固态信号源的设置。
由于双缝板横向尺寸有限,b选取较大时,接收端转角过大,易使微波直接被接收端接收,使数据产生偏差。
在主菜单页面点击“双缝干涉实验”,弹出“建议提示框”,这是软件建议选择的“采集点数”和“脉冲通道”,单击“OK” 进入“输入采集参数”界面。
本实验默认选取通道1作为光栅通道插座和数据采集仪的数据接口。
采集点数可根据提示选取。
在“输入采集参数”界面点击“试采集”按钮,可预览采集过程。
试采集后,若开始“正式采集”,务必要把实验装置恢复到实验的初始状态,方可继续进行“正式采集”工作!本实验采集180个点,采集结束后,可对数据进行保存,点击“保存数据”按钮进行保存。
一、实验目的1. 理解杨氏双缝干涉现象的基本原理。
2. 掌握杨氏双缝干涉实验装置的基本结构及光路调整方法。
3. 观察双缝干涉现象,并掌握光波波长的一种测量方法。
二、实验原理杨氏双缝干涉实验是托马斯·杨于1801年设计的一个经典实验,用以证明光的波动性质。
实验原理基于光的干涉现象,即当两束相干光波相遇时,它们会相互叠加,形成明暗相间的干涉条纹。
实验中,单色光通过两个非常接近的狭缝后,在屏幕上形成干涉条纹。
干涉条纹的形成是由于两束光波在经过狭缝后发生相位差,从而产生干涉现象。
根据干涉条纹的间距,可以计算出光波的波长。
三、实验器材1. 杨氏双缝干涉仪一台(WSY-6-0.5mm)2. 测微目镜一个(0.01mm)3. 钠灯光源一套4. 硬纸板一块5. 刻度尺一把6. 画笔一支四、实验步骤1. 将杨氏双缝干涉仪放置在实验台上,调整至水平状态。
2. 将钠灯光源置于干涉仪的一端,调整光源位置,确保光束垂直照射到狭缝上。
3. 使用测微目镜观察干涉条纹,调整狭缝间距和屏幕距离,使干涉条纹清晰可见。
4. 使用刻度尺测量干涉条纹的间距,记录数据。
5. 改变狭缝间距和屏幕距离,重复实验步骤,记录不同条件下的干涉条纹间距。
6. 分析实验数据,计算光波的波长。
五、实验结果与分析1. 通过观察干涉条纹,可以清晰地看到明暗相间的干涉条纹,证明了光的波动性质。
2. 根据干涉条纹的间距,可以计算出光波的波长。
实验结果显示,钠光的波长约为589nm。
3. 改变狭缝间距和屏幕距离后,干涉条纹间距发生变化,说明干涉条纹间距与狭缝间距和屏幕距离有关。
六、实验总结1. 杨氏双缝干涉实验成功地证明了光的波动性质,为光的波动理论提供了有力证据。
2. 实验过程中,通过调整狭缝间距和屏幕距离,可以观察到不同条件下的干涉条纹,加深了对干涉现象的理解。
3. 本实验为光波波长的一种测量方法,具有较高的精度。
七、注意事项1. 实验过程中,注意保持干涉仪的稳定,避免振动影响实验结果。
一、实验目的学习和了解杨氏双缝干涉实验的原理和操作方法。
通过实验观察光的干涉现象,并测量光的波长。
培养实验操作能力和观察能力,提高对光学现象的兴趣。
二、实验原理杨氏双缝干涉实验是一种经典的实验方法,用于研究光的干涉现象。
该实验由英国物理学家托马斯·杨在19世纪初提出,通过将单色光照射在具有两条狭缝的屏幕上,观察其产生的干涉条纹,从而研究光的波动性质。
根据波动理论,当单色光照射在两条狭缝上时,光会在狭缝之间产生干涉。
干涉是指两个或多个波源的波的叠加,产生具有特定频率和相位的波峰和波谷。
在杨氏双缝干涉实验中,来自两条狭缝的光波在屏幕上产生重叠,形成明暗交替的干涉条纹。
这些干涉条纹的间距与光的波长有关,可以通过测量干涉条纹的间距来计算光的波长。
三、实验步骤准备实验器材:激光器(或单色光源)、双缝装置、屏幕、尺子、测量显微镜(可选)。
将激光器放置在双缝装置的一侧,屏幕放置在双缝装置的另一侧。
调整激光器的位置,使光线照射在双缝装置上。
打开激光器,调整激光器的输出功率,使光线照射在双缝装置上产生明显的干涉条纹。
使用测量显微镜(可选)观察干涉条纹,并使用尺子测量条纹间距。
记下测量结果。
改变激光器的波长(或通过其他方式改变光波长),重复步骤3和4,记下测量结果。
分析实验数据,计算光的波长。
四、实验结果与分析在实验中观察到明显的干涉条纹,说明光具有波动性质。
干涉条纹的间距与光的波长有关,可以通过测量条纹间距计算光的波长。
通过改变激光器的波长,可以观察到干涉条纹的间距发生变化。
这是因为不同波长的光具有不同的干涉条纹间距。
根据实验数据,可以计算不同波长光的波长。
通过比较实验结果与理论预测值,可以评估实验的准确性。
如果实验结果与理论预测值相近,则说明实验操作正确,实验成功。
如果实验结果与理论预测值相差较大,则说明实验操作存在误差,需要进行改进。
五、结论通过杨氏双缝干涉实验,我们观察到了光的干涉现象,并通过测量干涉条纹的间距计算了光的波长。
光的杨氏双缝干涉实验报告实验目的:本实验旨在通过搭建杨氏双缝干涉实验装置,直观观察光波的干涉现象,验证双缝干涉实验中的干涉条纹规律,进一步深入理解光的波动性质。
实验原理:杨氏双缝干涉实验是利用光的波动性质来进行干涉实验的经典实验之一。
在实际搭建的实验装置中,光源发出的光波经过双缝后形成的两列光波相互干涉,最终形成干涉条纹。
当两列光波相位差为定值时,在干涉屏上呈现出亮暗相间的干涉条纹。
根据双缝干涉的理论公式可以推导出干涉条纹的间距与波长、双缝间距等因素之间的关系。
实验仪器与材料:1. 光源:激光或者单色光源2. 双缝装置:包括双缝光栅或者双缝片3. 干涉屏:用于观察干涉条纹4. 调节装置:用于调整双缝间距5. 尺子:测量双缝间距6. 实验记录工具:如实验笔记本、计算机等实验步骤:1. 将光源放置在适当位置,使光波通过双缝装置后直射到干涉屏上。
2. 调节双缝间距,使其符合实验要求,通常可以使用尺子进行精确测量。
3. 观察干涉屏上的干涉条纹现象,并记录下干涉条纹的数量和间距。
4. 根据实验记录数据,利用双缝干涉的理论公式,计算出波长、双缝间距等参数。
实验结果与分析:通过实验观察可得,干涉条纹呈现出明暗相间、等间距分布的规律性。
在实验记录数据的基础上,利用双缝干涉的理论公式进行数据处理和分析,得出了光波的波长、双缝间距等参数。
结论:本实验利用杨氏双缝干涉实验装置,观察到光波的干涉现象,验证了双缝干涉的规律性,进一步验证了光的波动性质。
实验结果表明,双缝干涉实验的理论与实验结果是一致的,与光的波动性质的基本特征相符合。
思考与展望:通过本次实验,我们深入理解了光的波动性质,并验证了双缝干涉实验中的干涉规律。
未来,可以通过改变双缝间距、光源波长等参数,进一步探究其对干涉条纹的影响,加深对光的波动性质的认识。
也可以结合其他干涉实验,深入研究光的干涉现象,为光学理论的深入研究提供更多实验数据和支持。
一、实验目的1. 观察双缝干涉现象,了解光的波动性。
2. 测定单色光的波长。
3. 掌握双缝干涉实验的原理和方法。
二、实验原理当单色光通过双缝时,会产生干涉现象,形成明暗相间的干涉条纹。
根据干涉条纹的间距,可以计算出光的波长。
实验中使用的公式为:λ = d Δy / D其中,λ为光的波长,d为双缝间距,Δy为相邻两条亮或暗条纹的间距,D为双缝到屏幕的距离。
三、实验仪器1. 单色光源:激光笔或钠光灯2. 双缝板:由两个平行狭缝组成3. 屏幕板:用于观察干涉条纹4. 光具座:用于固定实验器材5. 刻度尺:用于测量条纹间距四、实验步骤1. 将单色光源、双缝板、屏幕板依次放置在光具座上,确保光源中心与双缝板中心对齐。
2. 打开单色光源,调节光源强度,使干涉条纹清晰可见。
3. 观察干涉条纹,并记录下干涉条纹的间距Δy。
4. 测量双缝间距d和双缝到屏幕的距离D。
5. 根据公式λ = d Δy / D,计算光的波长。
五、实验数据1. 双缝间距d = 0.5 mm2. 双缝到屏幕的距离D = 1 m3. 干涉条纹间距Δy = 5 mm六、实验结果根据实验数据,计算光的波长λ为:λ = 0.5 mm 5 mm / 1 m = 2.5 10^-3 m七、实验讨论1. 实验过程中,应注意光源的稳定性,避免因光源波动而影响实验结果。
2. 实验中使用的双缝间距和双缝到屏幕的距离应尽量准确,以减小误差。
3. 实验结果与理论值存在一定误差,可能是由于实验操作误差、仪器精度等因素引起的。
八、结论通过本次实验,我们成功观察到了双缝干涉现象,并测量了单色光的波长。
实验结果表明,光的波动性是客观存在的,通过双缝干涉实验可以测量光的波长。
在实验过程中,我们掌握了双缝干涉实验的原理和方法,提高了实验操作能力。
探究双缝干涉的特点实验报告单1. 实验目的探究双缝干涉实验的特点和规律。
2. 实验器材- 一块有双缝的干涉板- 一台光源- 一张屏幕- 一支尺子- 一支测量工具(如卡尺或游标卡尺)3. 实验步骤1. 将干涉板平放在桌面上。
2. 将光源置于干涉板的一侧,使光通过双缝。
3. 在干涉板另一侧的屏幕上观察到明暗条纹。
4. 使用尺子或测量工具测量相邻两个亮纹的距离,并记录下来。
5. 改变光源位置,观察明暗条纹的变化,并记录下来。
4. 实验结果根据实验步骤所记录的明暗条纹的距离和变化情况,总结以下实验结果:- 当双缝间距相对较大时,明暗条纹之间的距离较大,条纹较宽。
- 当双缝间距相对较小时,明暗条纹之间的距离较小,条纹较窄。
5. 实验分析实验结果表明,双缝干涉现象的特点如下:- 双缝间距越大,干涉条纹越宽。
这是因为光波通过双缝后,在屏幕上产生干涉,双缝间距越大,干涉程度越明显,条纹间距也就越大。
- 双缝间距越小,干涉条纹越窄。
这是因为双缝间距越小,干涉程度越微弱,条纹间距也就越小。
6. 结论通过本实验可以得出以下结论:- 双缝干涉是一种光学现象,当光波通过两个紧密排列的缝隙时,会在屏幕上产生干涉现象。
- 双缝干涉的特点是,双缝间距越大,产生的干涉条纹越宽,双缝间距越小,产生的干涉条纹越窄。
7. 实验注意事项在进行本实验时,需要注意以下事项:- 确保光源稳定,避免发生光源抖动或移动的情况。
- 使用精确的测量工具进行测量,以确保结果的准确性。
8. 参考资料无。
第1篇一、实验目的1. 了解原子双缝实验的基本原理和实验方法;2. 掌握原子双缝实验的操作技能;3. 分析原子双缝实验的结果,探讨量子力学的基本原理。
二、实验原理原子双缝实验是量子力学中的一个经典实验,它揭示了量子力学中的干涉现象。
实验的基本原理如下:1. 将原子束射向一个带有两个狭缝的挡板,原子束通过狭缝后,在屏幕上形成干涉条纹;2. 通过改变狭缝的间距、原子束的强度等参数,观察干涉条纹的变化,从而分析量子力学的基本原理。
三、实验器材1. 原子束发生器;2. 双缝挡板;3. 屏幕及测量装置;4. 激光器;5. 摄像机;6. 数据采集系统。
四、实验步骤1. 调整原子束发生器,使其产生稳定的原子束;2. 将原子束射向双缝挡板,观察屏幕上的干涉条纹;3. 改变狭缝的间距、原子束的强度等参数,观察干涉条纹的变化;4. 利用摄像机和数据采集系统记录实验数据;5. 分析实验数据,探讨量子力学的基本原理。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示,在双缝挡板后,屏幕上形成了明显的干涉条纹,这表明原子束通过狭缝后发生了干涉现象;2. 当改变狭缝间距时,干涉条纹的间距发生改变,这符合量子力学中干涉条纹的公式;3. 当改变原子束的强度时,干涉条纹的亮度发生改变,但干涉条纹的形状和间距保持不变,这表明原子束在通过狭缝时遵循量子力学的基本原理。
六、结论1. 原子双缝实验验证了量子力学中的干涉现象,揭示了量子力学的基本原理;2. 实验结果表明,原子在通过狭缝时,遵循量子力学的基本原理,表现出波粒二象性;3. 通过改变实验参数,可以观察到干涉条纹的变化,进一步验证了量子力学的基本原理。
七、实验心得通过本次实验,我对原子双缝实验有了更深入的了解,掌握了实验操作技能。
同时,实验结果使我认识到量子力学的基本原理在现实世界中的广泛应用,提高了我的科学素养。
在今后的学习和工作中,我将不断探索量子力学领域的奥秘,为我国科技事业贡献力量。
第2篇实验目的:1. 验证量子力学的基本原理,特别是波粒二象性。
双缝干涉光强及干涉条纹
的研究
学院:理学院
专业:光信息科学与技术
学生姓名:黄硕
学号
: 11272038
一.杨氏双缝干涉实验原理
杨氏双缝干涉实验装置如图所示: S 发出的光波射到光屏上的两个小孔S 1和S 2 ,S 1 和S 2 相距很近,且到S 等距;从S 1 和S 2 分别发散出的光波是由同一光波
分出来的,所以是相干光波,它们在距离光屏为D 的屏幕上叠加,形成一定的干涉图样。
图1杨氏双缝干涉装置假设S 是单色点光源,考察屏幕上某一点P ,从S 1 和
S 2 发出波在该强度为:
12I I I δ=++,(1)
式中, I 1 和I 2 分别是两光波在屏幕上的光强度,若实验装置中S 1 和S 2两小孔大小相等,则有I 1 = I 2 =I 0 ; δ是相位差:
21
2r r δπ
λ
-=,(2)
由
1r =
2r =
(4)
可得22
212r r xd -=,因此由光程差:
1212
2xd r r r r ∆=-=
+, (5)
在实际情况中,d<<D 可以用2D 代替12r r +,在这一近似下,上式变成:
21xd r r D
∆=-=
(6)
则可以得到条纹的强度变化规律- 强度分布公式:
2
0co s
xd I I D πλ⎛⎫= ⎪⎝⎭(7)
*21
22cos 4cos 2I I I ϕϕ∆==+∆= 条纹间距:
D e d
λ=
(8)
二.双光束干涉条纹的强度分布曲线
三.S1,s2之间距离改变时,屏上条纹分布规律
因为条纹间距:
D e d
λ=
所以当s1,s2之间距离变大时,条纹间距变小;
当s1,s2之间距离变小时,条纹间距变大
四.当光源上下移动时,屏上条纹分布规律
干涉条纹下上移动(移动方向与前者的相反)
五.当s宽度变化时,屏上条纹分布规律
在双缝干涉实验中,如果逐渐增加光源狭缝S的宽度,则屏幕P上的条纹和会变得逐渐模糊起来,最后干涉条纹完全消失。
这是因为单缝S内所包含的各小部分S '、S"等非相干波源;它们互不相干,且S '发出的光与S"发出的光通过双缝到达点B的波程差并不相等,即S '、S"发出的光将各自满足不同的干涉条件。
比如,当S '发出的光经过双缝后恰在点B形成干涉极大的光强时,S"发出的光可能在点B形成干涉较小的光强。
由于S '、S"是非相干光源,它们在点B形成的合光强只是上述结果的简单相加,即非相干叠加。
所以,缝S愈宽,所包含的非相干子波源愈多,合光强的分布就愈偏离样式,结果是最暗的光强不为零,使最亮和最暗的差别缩小,从而造成干涉条纹的模糊甚至消失。
只有当光源S的线度较小时,才能获得较清晰的干涉条纹,这一特性称为光场的空间相干性。