文档介绍：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,、实验原理:如图1所示,两个狭缝S1、S2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S1和S2关于S对称放置,S在S1和S2处激起的振动相同,从而可将S1和S2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S1和S2的间距为d,到光屏的距离为D。考察屏上一点P,设S1P=r1,S2P=r2,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??sin12drr???出现明纹和暗纹的条件是暗纹明纹??????????????,2,1,2,1,02)12(;sinkkkkd????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Dx????tansin代入可得明纹暗纹的位置是:暗纹明纹?????????????,2,1,2,1,02)12(;kkdDkkdDxk??则相邻明纹和暗纹的间距?dDx??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。图2双缝干涉D和d确定后,波长较长的红光所产生的相邻条纹间距比波长较短的紫光为大,因此用白光进行双缝实验时,除中央明纹是白色外,其余各级明纹因各色光互相错开而形成由紫到红的彩色条纹,如图3所示。图3白光双缝干涉2、干涉条纹的强度分布设S1和S2发出的光波在P点产生的光振动振幅分别为A1和A2,初位相差为??,则P点的合成光振动的振幅为?????cos22122212AAAAA光强即光波的强度,应正比于光振动的振幅的平方,故P点的光强为?????cos22121IIIII在杨氏实验中,A1=A2,I1=I2,因而有2cos142???II,其对应的光强分布如图4所示。图4双光干涉的光强分布曲线由图4可以看出,明纹中心强度最大,从中心往两边伸展,强度逐渐减弱,因而,明纹有一定的宽度,通常所指的明纹位置是明纹中心的位置。另外,由于人眼或感光材料能感觉到的光强都有一下限,因而暗条纹并不是一条几何线,同样有一定的宽度,暗纹的位置通常是指暗纹的中心位置。2、介质对干涉条纹的影响(1)在S1后加透明介质薄膜,干涉条纹变化分析,如图5所示。零级明纹上移至点P,屏上所有干涉条纹同时向上平移。移过条纹数目?tnk)1(???。条纹移动距离ekP????。若S2后加透明介质薄膜,干涉条纹下移。图5加透明介质五、实验内容(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的毫米刻线平行,并适当调窄S之后,