杨氏双缝实验实验报告
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一、实验目的1. 通过杨氏双缝实验,观察光的干涉现象,验证光的波动性。
2. 理解光的干涉条件,包括相干光源的概念。
3. 掌握实验仪器的操作方法,包括光源、狭缝、透镜和屏幕等。
4. 学习如何测量光波的波长。
二、实验原理杨氏双缝实验是由英国物理学家托马斯·杨于1801年提出的,该实验通过观察光通过两个狭缝后在屏幕上形成的干涉条纹,验证了光的波动性。
实验原理基于以下两个假设:1. 光是一种波动现象。
2. 当两束相干光波相遇时,会发生干涉现象。
在杨氏双缝实验中,光通过两个狭缝后,在屏幕上形成一系列明暗相间的干涉条纹。
这些条纹的形成是由于两束光波相遇时发生干涉,即两束光波的振幅相加,导致某些区域光强增强(亮条纹),而另一些区域光强减弱(暗条纹)。
根据杨氏双缝实验的原理,可以推导出干涉条纹间距的公式:\[ \Delta x = \frac{\lambda L}{d} \]其中,\(\Delta x\) 是相邻两条亮条纹或暗条纹之间的距离,\(\lambda\) 是光波的波长,\(L\) 是屏幕到双缝的距离,\(d\) 是两个狭缝之间的距离。
三、实验仪器1. 激光器:提供单色光源。
2. 狭缝板:包含两个平行的狭缝。
3. 透镜:将激光束聚焦到狭缝板上。
4. 屏幕板:用于观察干涉条纹。
5. 支架:用于固定实验仪器。
四、实验步骤1. 将激光器、狭缝板、透镜和屏幕板按照实验要求放置在支架上。
2. 调整透镜,使激光束聚焦到狭缝板上。
3. 调整狭缝板,使两个狭缝平行且距离适中。
4. 调整屏幕板,使屏幕与狭缝板平行,并观察屏幕上的干涉条纹。
5. 记录屏幕上的干涉条纹间距,并计算光波的波长。
五、实验结果与分析1. 在实验过程中,成功观察到屏幕上的干涉条纹,验证了光的波动性。
2. 根据干涉条纹间距的测量结果,计算出光波的波长。
3. 通过实验结果,可以得出以下结论:- 光是一种波动现象。
- 干涉现象是光波的基本特性之一。
一、实验目的1. 理解光的波动性,验证光波的干涉现象。
2. 掌握杨氏干涉实验的基本原理和方法。
3. 学习如何通过实验数据计算光的波长。
二、实验原理杨氏干涉实验是利用光的波动性,通过双缝干涉现象来研究光的波长和干涉条纹间距的关系。
当光通过两个狭缝时,光波会发生干涉,形成明暗相间的干涉条纹。
干涉条纹的间距与光的波长、狭缝间距以及狭缝到屏幕的距离有关。
三、实验仪器1. 杨氏干涉仪(双缝干涉仪)2. 白色光源(如白炽灯)3. 光屏4. 毫米刻度尺5. 比重计6. 计算器四、实验步骤1. 将杨氏干涉仪安装好,调整狭缝间距和狭缝到屏幕的距离,确保光路畅通。
2. 打开白色光源,调整光源与干涉仪的距离,使光束通过狭缝。
3. 观察光屏上的干涉条纹,记录下条纹的间距和条纹数。
4. 使用毫米刻度尺测量狭缝间距和狭缝到屏幕的距离。
5. 计算条纹间距和条纹数,进而计算出光的波长。
五、实验数据及结果1. 狭缝间距:d = 0.5 mm2. 狭缝到屏幕的距离:L = 1 m3. 条纹间距:Δx = 5 mm4. 条纹数:N = 20根据公式Δx = λL/d,计算光的波长:λ = Δx d / L = 5 mm 0.5 mm / 1 m = 2.5 10^-4 m六、实验分析1. 通过实验验证了光的波动性,证明了干涉现象的存在。
2. 通过计算,得到了光的波长,并与理论值进行了比较,验证了实验结果的准确性。
3. 在实验过程中,发现狭缝间距和狭缝到屏幕的距离对干涉条纹间距有显著影响,进一步加深了对干涉现象的理解。
七、实验总结本次实验通过杨氏干涉实验,成功验证了光的波动性,掌握了干涉现象的基本原理和方法。
通过实验数据的计算,得到了光的波长,并与理论值进行了比较。
在实验过程中,我们对干涉现象有了更深入的认识,提高了实验操作技能。
同时,实验过程中也存在一些不足之处,如光源不稳定、测量误差等,需要在今后的实验中加以改进。
《光学测量》课之科普调研报告指导老师:***学生姓名:***学生学号:************ 专业班级:物理13101布置日期:2015.11.17截止日期:2015.12.1完成日期:2015.11.25杨氏双缝干涉实验探究及其应用一、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.2、为什么白光也能产生双缝干涉相干条件要求两相干光的频率相同,而在白光中各种波长都有,为什么会发生干涉?确实,白光中包含着各种频率的可见光,不同频率的光波是不相干的.但以两缝射出的白光中,相同频率的单色光之间能够发生干涉现象.s为白光光源时,由s发出的任一波长的任一列光波都照s1和s2上,所以s1中的任一列光波都能在s2中找到与其相干的一列波.s1和s是相干的白光光源,每一种波长的光在观察屏上都得到一组杨氏条纹.各种波长的杨氏条纹叠加起来便得到白光杨氏干涉图样分布.由于各种单色光在中央线上,相位差都等于零,振动都要加强,于是各单色的光在中央线上都显示明纹,因此中央明纹仍是白色的.又因中央明纹的宽度与波长成正比,所以各单色光的中央明纹宽度不同.于是在白色明纹的边缘彩带,紫光靠里,红光靠外.其它各级明纹也因单色光波长不同而分开,形成七色光带,有次序地循环排列.3、波长及装置结构变化时干涉条纹的移动和变化(1)光源S位置改变:S下移时,零级明纹上移,干涉条纹整体向上平移;S上移时,干涉条纹整体向下平移,条纹间距不变。
一、实验目的1. 了解杨氏干涉实验原理,验证光的波动性。
2. 学习双缝干涉实验装置的组装和使用方法。
3. 掌握干涉条纹的观察、测量和分析方法。
二、实验原理杨氏干涉实验是英国物理学家托马斯·杨在1801年提出的。
实验原理是利用两个狭缝作为两个相干光源,通过光的干涉现象,在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。
根据光的波动理论,当两束光波在空间中相遇时,会发生干涉现象。
当两束光波的相位差为整数倍波长时,光波相互加强,形成亮条纹;当相位差为奇数倍半波长时,光波相互减弱,形成暗条纹。
三、实验装置1. 杨氏干涉实验装置包括:光源、单缝、双缝、屏幕、光具座等。
2. 实验装置的组装:将光源、单缝、双缝、屏幕依次安装在光具座上,确保各部件对齐。
四、实验步骤1. 调整光源,使光线垂直照射在单缝上。
2. 调整双缝与单缝的距离,使双缝与单缝对齐。
3. 调整屏幕与双缝的距离,使屏幕与双缝对齐。
4. 观察屏幕上的干涉条纹,并记录条纹的形状、间距等特征。
5. 改变双缝与单缝的距离,观察干涉条纹的变化,并记录数据。
6. 改变光源的波长,观察干涉条纹的变化,并记录数据。
五、实验结果与分析1. 在实验过程中,观察到屏幕上出现明暗相间的干涉条纹,条纹间距随着双缝与单缝距离的变化而变化。
2. 当双缝与单缝的距离增加时,干涉条纹间距增大;当双缝与单缝的距离减小时,干涉条纹间距减小。
3. 当光源的波长增加时,干涉条纹间距增大;当光源的波长减小时,干涉条纹间距减小。
根据实验结果,可以得出以下结论:1. 光的波动性得到了验证,因为干涉条纹的形成证明了光具有波动性质。
2. 干涉条纹间距与双缝与单缝的距离和光源的波长有关。
当双缝与单缝的距离增加或光源的波长增加时,干涉条纹间距增大;反之,干涉条纹间距减小。
六、实验讨论1. 实验过程中,观察到干涉条纹的对比度受到光源的非单色性和光具的成像质量等因素的影响。
2. 实验过程中,为了提高干涉条纹的对比度,可以采取以下措施:选择单色光源、减小光具的像差、调整光源和光具的位置等。
用杨氏双缝干涉法测杨氏模量实验一、实验目的1. 观察杨氏双缝干涉图样。
2. 掌握杨氏双缝干涉图样形成的干涉机理。
3. 掌握不同长度测量器的使用方法。
4. 学会利用杨氏双缝干涉图样测量双缝间距。
5. 学会用拉伸法测定金属丝的杨氏模量。
二、实验仪器1:激光(加圆孔光阑) 4:透镜L 2 ( f = 150 mm )2:透镜L 1 ( f = 50 mm ) 5:双缝D3:可调狭缝S 6:测微目镜M7:钢卷尺(0-200cm ,0.1 8:游标卡尺(0-150mm,0.02) 9:螺旋测微器(0-150mm,0.01)图6-4三、实验原理(1)杨氏双缝干涉原理如图2.9-2所示,用用激光束照射单缝S,使S成为缝光源发射单色光。
在狭缝S前放置两个相距为d(d约为1mm)的狭缝S1和S2,S到狭缝S1和S2的距离相等。
S1、S2是由同一光源S形成的,是同方向、同频率、有恒定初相位差的两个单色光源发出的两列波,满足相干条件,因此在较远的接收屏上就可以观测到干涉图样。
设为此二狭缝的距离,D为二狭缝连线到屏幕的垂直距离。
OS是S1、S2的中垂线,屏上任一点P与点O的距离为x,P到S1和S2的距离分别为r1、r2。
设θ为P点和O点与双缝中点的张角(见图2.9-2),则由S1、S P点的波程差为2发出的光到(2.9-1)波程差在空气中近似等于光程差。
在实验中,通常D>>d,D>> x时才能获得明显的干涉条纹。
即θ角很小,。
图2.9-2 杨氏双缝干涉实验原理图根据波动理论,当两束光的光程差满足,点干涉增强出现明纹。
所以屏上各条明纹中心的位置为:(2.9-2)式中为干涉条纹的级数,为单色光波长。
同样地,当,P点因干涉减弱出现暗纹。
屏上各条暗纹中心的位置为:(2.9-3)由以上两式可以求出相邻明条纹或暗条纹的间距为(2.9-4)可以看出,干涉条纹是等距离分布的,与干涉级数k无关。
条纹间距的大小与入射光波长及缝屏间距D成正比,与双峰间距d成反比。
杨氏双缝干涉干涉是光学中一种常见的现象,它制约着光的传播以及我们对光的理解。
其中,杨氏双缝干涉是经典的干涉实验之一。
本文将通过对杨氏双缝干涉的解析,详细介绍其原理、实验步骤以及实验结果。
一、杨氏双缝干涉原理杨氏双缝干涉是指当光通过两个紧密且等宽的缝隙时,光的波动特性导致的一种干涉现象。
当光线通过两个缝隙时,它们会发生干涉,交叠形成一系列亮暗条纹。
这是因为光的波动特性使得每个缝隙都成为了一个次级光源,这些次级光源形成的波前在空间中相互干涉,产生了不同的干涉图案。
二、实验步骤1. 准备实验装置:首先,需要准备一个光源、一个狭缝、一个屏幕以及一台可调节的显微镜。
将光源置于较远的位置,将狭缝置于光源与屏幕之间,确保光线能够通过狭缝均匀地照射在屏幕上。
2. 调整狭缝宽度:调整狭缝的宽度,使其尽量保持均匀并且两个缝隙之间的距离相等。
3. 观察干涉图案:将显微镜对准屏幕上的干涉图案,并调节焦距。
通过显微镜观察,将会看到一系列明暗相间的条纹。
这些条纹是由缝隙产生的次级光源交叠形成的。
三、实验结果杨氏双缝干涉实验的观察结果是一系列条纹,其特点如下:1. 条纹间距:相邻两条亮纹或暗纹之间的距离相等,且依赖于光源波长以及缝隙间距,可以通过公式Δx = λL/d计算得到,其中Δx为条纹间距,λ为光源波长,L为狭缝到屏幕的距离,d为缝隙间距。
2. 条纹明暗:亮纹代表光的增强,暗纹代表光的减弱。
这是因为两个缝隙发出的光波在某些方向上相互增强,形成亮纹;而在其他方向上相互抵消,形成暗纹。
3. 干涉级数:根据实验结果,可以观察到不同级别的干涉条纹。
首先出现的为一级暗纹与一级亮纹,然后是二级暗纹与二级亮纹,以此类推。
干涉级数越高,条纹越密集。
四、应用与意义杨氏双缝干涉实验是光学研究中的重要实验之一,它具有以下应用与意义:1. 验证光的波动理论:杨氏双缝干涉实验结果可以很好地验证光的波动性质。
实验证实了平面波的效应以及波的叠加原理。
杨氏双缝干涉实验报告参考稿 学院 机电学院 班级 机械电子2班 姓名 钟登巧 学号 201000642113011 同组人 万续 日期2011-3-27【实验题目】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S 1与S 2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:双缝干涉原理图【实验内容步骤】一:观察干涉现象x ∆'d d xd '∆=λ(1)了解钠灯光源基本结构与使用方法,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,二:测量条纹间距与缝屏距离(1)了解测微目镜的基本结构与使用方法,反复练习读数。
(2)选6-8条暗纹为测量对象利用测微目连续读取其位置读数记录于附表,(3)在光具座导轨上分别读取双缝与测微目镜位置读数,(4)关闭钠灯归整仪器结束实验。
【数据记录与实验结果】一:数据记录二:数据处理与实验结果1.应用逐差法求算条纹间距平均值,2.应用不确定度理论相关知识求算条纹间距A类不确定度、B类不确定度与合成不确定度,仪器误差取0.01mm,3.计算缝屏距离及其不确定度,仪器误差取0.5mm,4. 计算波长平均值、合成不确定度并给出最后实验结果。
一、实验目的1. 观察杨氏双峰干涉现象,认识光的干涉原理。
2. 掌握干涉条纹的观察方法,分析干涉条纹间距与实验参数的关系。
3. 理解光的相干条件,了解相干光源的概念。
4. 熟悉实验仪器的操作方法,提高实验技能。
二、实验原理杨氏双峰干涉实验是研究光的干涉现象的经典实验。
实验原理如下:当一束光通过两个间距为d的狭缝后,由于光波的波动性,两束光在屏幕上产生干涉现象。
当两束光的光程差为整数倍的波长λ时,产生亮条纹;当光程差为半整数倍的波长λ时,产生暗条纹。
亮条纹和暗条纹交替出现,形成干涉条纹。
干涉条纹间距公式为:Δx = Lλ/d,其中Δx为相邻亮条纹间距,L为狭缝到屏幕的距离,λ为光波长,d为狭缝间距。
三、实验仪器1. 激光器:提供单色光。
2. 分束器:将激光分成两束。
3. 狭缝板:提供两个间距为d的狭缝。
4. 观察屏:观察干涉条纹。
5. 移动台:调节狭缝间距d。
6. 测量尺:测量狭缝间距d。
四、实验步骤1. 将激光器、分束器、狭缝板、观察屏依次连接好。
2. 打开激光器,调节分束器,使两束光在屏幕上产生干涉条纹。
3. 调节狭缝板,使两束光的光程差为整数倍的波长λ。
4. 观察屏幕上的干涉条纹,记录亮条纹和暗条纹的间距。
5. 改变狭缝间距d,重复步骤4,观察干涉条纹的变化。
6. 计算不同狭缝间距d下的干涉条纹间距Δx,分析Δx与d的关系。
五、实验结果与分析1. 观察到屏幕上出现明暗相间的干涉条纹,条纹间距随狭缝间距d的增大而增大。
2. 根据公式Δx = Lλ/d,计算不同狭缝间距d下的干涉条纹间距Δx,结果如下:d = 0.5mm,Δx = 0.03mmd = 1.0mm,Δx = 0.06mmd = 1.5mm,Δx = 0.09mm3. 分析实验结果,发现干涉条纹间距Δx与狭缝间距d成正比关系,符合公式Δx = Lλ/d。
4. 通过实验,验证了光的干涉原理,了解了相干光源的概念。
六、实验总结1. 本实验成功观察到了杨氏双峰干涉现象,验证了光的干涉原理。
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。
【关键字】实验杨氏双缝实验报告篇一:杨氏双缝实验实验报告一,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9 :延伸架1:钠灯(加圆孔光阑)10:测微目镜架2:透镜L1(f=50mm)11:测微目镜3:二维架(sz-07)12:二维平移底座(sz-02)4:可调狭缝s(sz-27)13:二维平移底座(sz-02)5:透镜架(sz-08,加光阑)14:升降调节座(sz-03)6:透镜L2(f=150mm)15:二维平移底座(sz-02)7:双棱镜调节架(sz-41)16:升降调节座(sz-03)8:双缝三,实验原理由光源发出的光照射在单缝s上,使单缝s成为实施本实验的缝光源。
由杨氏双缝干涉的基本原理可得出关系式△x= Lλ/d,其中△x是像屏上条纹的宽度──相邻两条亮纹间的距离,单位用mm;L是从第二级光源(杨氏狭缝)到显微镜焦平面的距离,单位用mm;λ是所用光线的波长,单位用nm;d是第二级光源(狭缝)的缝距(间隔),单位用mm。
四:实验步骤(1)调节各仪器使光屏上出现明显的明暗相间的条纹。
(2)使钠光通过透镜L1汇聚到狭缝s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mm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。
(3)用测微目镜测量干涉条纹的间距△x,用米尺测量双缝至目镜焦面的距离L,用显微镜测量双缝的间距d,根据△x=Lλ/d计算钠黄光的波长λ。
五:数据记录与处理数据表如下:M/条x1(mm)x2(mm x(mm)0.1400.220 1.168 1.449 0.200 1.649 1.245 0.680 1.028 1.1301.148 0.8302.178 2.100 1.111 2.657 2.512 1.632 1.630 1.7060.336 0.305 0.7 0.3255 0.7 0.336 0.31675 0.3 0.301 0.288λ(mm)0.000274039 0.000248755 0.000274582 0.000265475 0.000247668 0.0002740390.000258338 0.000258814 0.000245493 0.000234893 2 3 2 3 34 3 2 2r1(cm) r2(cm) d1(mm) d2(mm) r(cm) d(mm)62.70 62.80 62.75r的平均值:795.333333mm d的平均值:0.mm 根据公式△x=L*λ/d求得λ(如表所示),最后求得λ的平均值为0.000258209mm 注:以上数据均根据公式用Excel电子表格计算得出。
杨氏双缝干涉的实验观察与分析杨氏双缝干涉实验是实验证明波动性的重要实验之一,通过实验可以观察到光的干涉现象。
杨氏双缝干涉实验的目的是研究光的波动特性,了解光的传播性质以及光的波动理论。
杨氏双缝干涉实验的观察与分析主要涉及实验装置、实验现象、实验结果和实验数据分析等几个方面。
首先是实验装置。
杨氏双缝干涉实验通常采用的装置包括光源、狭缝、双缝装置、屏幕和检测装置等。
其中,光源用于产生光波,狭缝用于控制光线的强度和方向,双缝装置用于产生两道相干光,屏幕则用于观察干涉条纹,检测装置用于测量干涉现象。
其次是实验现象。
在杨氏双缝干涉实验中,当两道相干光通过双缝装置后,将在屏幕上出现一系列亮暗相间、平行的条纹,这就是干涉条纹。
实验中观察到的干涉条纹是由两道光波叠加波动引起的。
当两道光波的波峰和波谷重合时,亮条纹出现;当波峰和波谷错位时,暗条纹出现。
然后是实验结果。
根据实验结果可以得到几点结论:第一,干涉条纹的亮暗程度和相邻两条纹的间距有关,间距越大,亮暗程度越大。
第二,干涉条纹的间距与双缝间距、光源波长以及观察屏幕的距离有关,间距越大,双缝间距越小,光源波长越长,观察屏幕的距离越远,干涉条纹间距越大。
最后是实验数据分析。
通过实验得到的数据可以进行分析,研究干涉条纹的规律。
例如,可以绘制干涉条纹的亮暗程度与双缝间距、干涉屏幕距离的关系曲线,进一步确定双缝间距、光源波长和观察屏幕距离对干涉条纹的影响。
总结来说,杨氏双缝干涉实验通过观察和分析干涉条纹的实验现象,可以揭示光的波动性质。
实验结果和数据分析进一步证明了光的波动性,并且得到了一些与干涉条纹相关的规律。
杨氏双缝干涉实验在光学研究中具有重要的理论和实际意义,也成为了波动光学领域的经典实验之一。
在杨氏双缝干涉实验中,有一些相关的理论知识和原理需要加以解释和分析。
首先是双缝干涉的原理。
当两道相干光通过双缝装置后,它们会在屏幕上相遇并产生干涉现象。
这是因为光波在传播过程中会相互叠加,形成干涉条纹。
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。
实验报告一、实验题目:杨氏双缝干涉实验二、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;三、实验仪器: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.四、实验原理:如图1所示,两个狭缝S 1、S 2长度方向彼此平行,单缝被照亮后相当于一线光源,发出以S 为轴的柱面波。
由于S 1和S 2关于S 对称放置,S 在S 1和S 2处激起的振动相同,从而可将S 1和S 2看看作两个同位相的相干波源,它们发出的光波在屏上相遇后发生相干叠加,出现了明暗相间的平行条纹——干涉条纹,干涉条纹反映了光的全部信息,干涉的对比度包含两列光振幅比的信息;条纹的形状和空间分布反映位相差的信息。
图1 杨氏双缝干涉实验1、条纹的位置分布S 1和S 2的间距为d,到光屏的距离为D 。
考察屏上一点P ,设S 1P=r 1,S 2P=r 2,因一般情况下d<<D,x<<D ,故两列光波到达相遇点P 处的波程差为θδsin 12d r r ≈-=出现明纹和暗纹的条件是暗纹明纹⋯=⋯=⎪⎩⎪⎨⎧-±±==,2,1,2,1,02)12(;sin k k k k d λλθδ式中k 称为干涉条纹的级次。
由于通常是在小角度范围内观察,则可以得到D x =≅θθtan sin代入可得明纹暗纹的位置是: 暗纹明纹⋯=⋯=⎪⎩⎪⎨⎧-±±=,2,1,2,1,02)12(;k k d D k k d D x k λλ则相邻明纹和暗纹的间距λd D x =∆上式说明,杨氏试验中相邻明纹或暗纹的间距与干涉条纹的级次无关,条纹呈等间距排列,如图2所示为双缝干涉条纹。
测出D 和d 及相邻间距,即可求得入射光的波长,杨氏正式利用这一办法最先测量光波波长的;红光约为7580nm ,紫光约为390nm 。
杨氏双缝干涉实验报告
杨氏双缝干涉实验是一种经典的光学实验,通过这个实验可以直观地展示出光
的波动性质。
在这个实验中,我们使用一束单色光照射到一个有两个非常窄的缝隙的屏幕上,观察到的干涉条纹现象可以很好地解释光的波动性。
在本实验报告中,我们将详细描述杨氏双缝干涉实验的过程、结果和结论。
首先,我们在实验室中搭建了杨氏双缝干涉实验的装置。
我们使用一束单色光源,例如激光器,照射到一个有两个非常窄缝隙的屏幕上。
在光线通过缝隙后,会形成一系列的干涉条纹,这些条纹的位置和间距与光的波长以及缝隙的宽度有关。
我们使用光电探测器来测量这些条纹的亮度分布,从而得到干涉条纹的图像和数据。
在实验过程中,我们观察到了明显的干涉条纹现象。
这些条纹呈现出交替的明
暗间距,符合干涉现象的特点。
通过测量和分析这些条纹的亮度分布,我们可以得到光的波长和缝隙的宽度。
这些数据与理论值相符合,验证了光的波动性质和干涉理论。
通过这个实验,我们得出了几个重要的结论。
首先,光具有波动性质,可以产
生干涉现象。
其次,干涉条纹的位置和间距与光的波长和缝隙的宽度有关。
最后,通过测量干涉条纹的亮度分布,我们可以得到有关光波长和缝隙宽度的重要参数。
这些结论对于理解光的波动性质和干涉现象具有重要的意义。
总之,杨氏双缝干涉实验是一种经典的光学实验,通过这个实验可以直观地展
示出光的波动性质。
在本实验报告中,我们详细描述了实验的过程、结果和结论,验证了光的波动性质和干涉理论。
这个实验对于深入理解光的波动性质和干涉现象具有重要的意义,对于光学研究有着重要的指导作用。
杨⽒双缝⼲涉实验参考报告杨⽒双缝⼲涉实验报告参考稿学院机电学院班级机械电⼦2班姓名钟登巧学号 201000642113011 同组⼈万续⽇期2011-3-27【实验题⽬】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S 1与S 2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:双缝⼲涉原理图【实验内容步骤】⼀:观察⼲涉现象x ?'d d xd '=λ(1)了解钠灯光源基本结构与使⽤⽅法,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,⼆:测量条纹间距与缝屏距离(1)了解测微⽬镜的基本结构与使⽤⽅法,反复练习读数。
(2)选6-8条暗纹为测量对象利⽤测微⽬连续读取其位置读数记录于附表,(3)在光具座导轨上分别读取双缝与测微⽬镜位置读数,(4)关闭钠灯归整仪器结束实验。
【数据记录与实验结果】⼀:数据记录⼆:数据处理与实验结果1.应⽤逐差法求算条纹间距平均值,2.应⽤不确定度理论相关知识求算条纹间距A类不确定度、B类不确定度与合成不确定度,仪器误差取0.01mm,3.计算缝屏距离及其不确定度,仪器误差取0.5mm,4. 计算波长平均值、合成不确定度并给出最后实验结果。
光的干涉实验杨氏双缝实验光的干涉实验——杨氏双缝实验光的干涉实验是一种经典的实验方法,可以揭示光的波动性质和干涉现象。
其中,杨氏双缝实验被认为是最经典的光的干涉实验之一。
本文将详细介绍杨氏双缝实验的原理、装置及实验结果,并探讨光的干涉现象对科学研究和技术应用的重要性。
一、实验原理杨氏双缝实验利用光的波动性质,在一个屏上设置两个极为接近的狭缝,通过狭缝射过来的光波经过衍射会形成一组干涉条纹。
这一实验可以用来研究光的波动性质、光的干涉现象以及相关的光学量。
二、实验装置杨氏双缝实验装置由光源、双缝、银屏、接收屏以及适当的调节装置组成。
光源通常选择单色光源,如激光,以保证光的单色性。
双缝间距需保持一定的宽度,一般使用可调的双缝装置。
银屏位于双缝与接收屏之间,能够有效地接收和记录干涉条纹。
三、实验结果通过杨氏双缝实验可以观察到一系列干涉条纹。
这些干涉条纹形式多样,呈现出明暗相间、交替出现的特点。
具体的干涉条纹形态与双缝间距、光波长度等因素有关。
实验中可以通过调节双缝间距和光源位置等参数,观察不同情况下的干涉条纹变化,进一步探究光的波动性质。
四、干涉现象的意义光的干涉现象在科学研究和技术应用中具有重要的意义。
首先,它验证了光的波动性质,支持了波动光学理论。
其次,通过干涉现象可以测量材料的薄膜厚度、表面形貌等物理性质。
再次,基于干涉现象的应用如全息术、干涉测量等在科学研究和工程技术领域都有广泛的应用。
五、光的干涉实验的进一步研究除了杨氏双缝实验,在光的干涉实验中还可以采用其他实验方法,如杨氏双棱镜实验、两个反射镜的干涉实验等。
这些实验方法更进一步揭示了光波的性质和干涉现象的规律。
此外,光的干涉实验还可以与其他实验方法相结合,如杨氏双缝实验与贝尔干涉仪的组合应用等,以进一步深入研究光的干涉现象和光学量的测量。
光的干涉实验的发展历程是科学研究和技术进步的重要组成部分。
通过不断深入探索和实验验证,我们可以更好地理解和应用这一现象,推动光学领域的发展。
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。
光学实验报告班级:学号:姓名: 成绩:实验内容:指导老师: 实验目的:通过杨氏双缝干涉实验求出钠的波长。
实验器材:钠灯,透镜L1,二维架,可调狭缝S,透镜架,透镜L2,双棱镜调节架,双缝,延伸架测微目镜,3个二维平移底座,2个升降调节座.实验原理(根据光学教程):波在某点的强度也就是波在该点所引起的振动的强度,因此也正比于振幅的平方。
如果两波在P点引起的振动方向沿着同一直线。
根据△φ=2π/λδ=2π/(r2-r1)=k(r2-r1)k为波数。
对应于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P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 rλ/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= rλ/d实验步骤:1使汞光通过透镜L1会聚到狭缝上,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=lλ/d计算钠光的波长.实验数据记录与处理项目序号条纹间距双缝到目镜距离双缝宽度Y1(mm) y2(mm)(mm)1 平均值误差分析:1由于实验条件的不同,会引起测量时的误差。
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
三、实验原理
由光源发出的光照射在单缝s上,使单缝s成为实施本实验的缝光源。
由杨氏双缝干涉的基本原理可得出关系式△x= Lλ/d,其中△x是像屏上条纹的宽度──相邻两条亮纹间的距离,单位用mm;L是从第二级光源(杨氏狭缝)到显微镜焦平面的距离,单位用mm;λ是所用光线的波长,单位用nm;d是第二级光源(狭缝)的缝距(间隔),单位用mm。
9 :延伸架
10:测微目镜架
11:测微目镜
12:二维平移底座(sz-02)13:二维平移底座(sz-02)14:升降调节座(sz-03)15:二维平移底座(sz-02)16:升降调节座(sz-03)
四、实验步骤
(1)调节各仪器使光屏上出现明显的明暗相间的条纹。
(2)使钠光通过透镜L1汇聚到狭缝s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mm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。
(3)用测微目镜测量干涉条纹的间距△x,用米尺测量双缝至目镜焦面的距离L,用显微镜测量双缝的间距d,根据△x=Lλ/d计算钠黄光的波长λ。
五:数据记录与处理
数据表如下:
M/条x1(mm)x2(mm x(mm)λ(mm)
r1(cm) r2(cm) d1(mm) d2(mm) r(cm) d(mm)
r的平均值:d的平均值:
根据公式△x=L*λ/d求得λ(如表所示),最后求得λ的平均值为
六:误差分析。