北京交通大学波动光学大学物理实验(实验结果分析)

大学物理光学实验(部分)

0I ϕ

I ϕ

I )

2(ΛΛΛλ

ϕπβaSin =大学物理光学实验（部分）

单缝衍射

一、实验目的

1.观察单缝衍射现象，了解衍射特点；

2.测量单缝衍射的相对光强分布。二、实验仪器

激光器、单缝、检流计、硅光电池等三、实验原理

照到狭缝上的波前上每一点都起着新波源的作用，从这个波前出发，光线迭加的结果是出现平行于狭缝的明暗相间的条纹。亮条纹从中心往两侧依次是0级、1级、2级……n 级亮条纹。暗条纹依次是1级、2级…..n 级。

设光轴上的光强为屏上与光轴夹角 ϕ 为的一处光强为 2

20

sin ββ

I

I = （1）

1.当)0(0==ϕβ时，0I I =ϕ；称为主极大或零级亮条纹。

2.当)2,1(⋅⋅⋅⋅±±==m m πβ

，即a

m Sin λ

ϕ=

时，0=ϕI ，出现暗条纹。暗条纹在a m λϕ=的方向上。主极大两侧暗条纹之间的夹角a

λ

ϕ2=∆，其余暗条

纹间的间距为a

λ

ϕ

=

∆。

3.其他亮条纹的位置：

()322/2ββββββββ

Sin Cos Sin Sin d d -=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛ 极大值。取时，即 ,0I tg Sin Cos βββββ==-Θ 可得：⋅⋅⋅±±±=πππβ47.346.243.1，，

即：)3(47.3,46.2,43.1ΛΛa

a a λ

λλϕ

±±±=

亮条纹的光强是极值的0.047，0.017，0.008倍………

4.总结：

ϕSin

-2a λ -1.43a λ -a λ 0

a

λ

1.43

a

λ

2

a

λ ϕI

0 -0.047 0

0I

0 0.047 0

四、实验内容和步骤

1.按夫琅和费单缝衍射实验装置设计光路。即入射到狭缝的光束是平行光，传播到观察点的各子波的光线也是平行光。

大学物理中的波动光学光的干涉和衍射现象

大学物理中的波动光学光的干涉和衍射现象大学物理中的波动光学：光的干涉和衍射现象

波动光学是物理学中的一个重要分支，主要研究光的传播与相互作

用的波动性质。在这个领域中，光的干涉和衍射现象是两个关键概念。本文将以大学物理的角度，对波动光学中的干涉和衍射进行探讨。

1. 干涉现象

干涉是指两个或多个光波相遇时所产生的明暗相间的干涉条纹现象。它的基本原理是光波的叠加效应。

当两束光波相遇时，会发生干涉现象。根据相位差的不同，干涉可

分为相干干涉和非相干干涉两种。

1.1 相干干涉

相干干涉指的是两束或多束光波的相位和振幅有固定的关系，使得

它们在相遇的区域内能够产生稳定而有规律的干涉图样。

在相干干涉中，常见的一种情况是等厚干涉。比如，当光线通过一

个厚度均匀的平行光学板时，会因光速在介质中的改变而引起相位差，从而产生干涉现象。

1.2 非相干干涉

非相干干涉指的是两束或多束光波的相位关系不稳定，在相遇的位

置不会产生规律可辨的干涉图样。光源的宽度、时间相干性以及光的

偏振状态等因素都会影响非相干干涉。

2. 衍射现象

衍射是指当光通过具有一定尺寸障碍物的缝孔或物体边缘时，光的

传播方向发生偏离并产生干涉条纹的现象。

衍射实验是研究光的波动性质的重要手段之一。著名的夫琅禾费衍

射实验就是其中之一。夫琅禾费衍射实验中，光通过狭缝后发生衍射，产生干涉条纹。

2.1 夫琅禾费衍射

夫琅禾费衍射是狭缝衍射的一种特殊情况，在物理学中具有重要的

研究价值。

当一束平行光波通过一个非常窄的缝隙时，光会弯曲和发散，产生

强弱交替的干涉条纹。这里的交替现象是因为光的波动性质叠加所致。

大学物理实验报告测量双缝衍射的光强分布

测量双缝衍射的光强分布是一个经典的大学物理实验，它可以帮助学生理解波动光学和干涉现象。以下是一个可能的实验报告结构，供你参考：

实验目的

本实验旨在通过测量双缝衍射的光强分布，观察和分析干涉现象，验证双缝衍射理论，并探索光波的波动性质。

实验原理

介绍双缝衍射的基本原理，包括波动光学的基本概念、双缝干涉条件、叠加原理等。对于光强分布的理论推导也应包括在内。

实验装置

列出实验所用的仪器和设备，包括光源、双缝装置、光屏、测量仪器等，并附上相应的示意图或照片。

实验步骤

1. 调整实验装置，使光源发出的光通过双缝装置后在光屏上形成清晰的衍射图样。

2. 使用测量仪器（如光强计或光电探测器）在光屏上不同位置测量光强，并记录数据。

3. 依次改变双缝间距、波长等参数，重复测量光强分布曲线。

数据处理与分析

将实验测得的光强分布数据进行处理和分析，可以绘制出光强与位置的关系图，并与理论曲线进行对比。分析实验结果是否符合双缝衍射的理论预期。

实验结论

总结实验的主要结果和观察到的现象，讨论实验结果与理论预期的一致性或差异，指出实验中存在的误差和不确定性，并提出可能的改进方法。

实验心得

个人对实验过程和结果的体会和反思，包括对物理原理的理解、实验操作的感受以及可能的改进方向。

参考文献

列出实验报告所依据的参考文献和资料，包括相关的物理学教科书、学术论文等。

实验数据

如果可能，可以附上实验原始数据、数据处理的电子表格或图表等附录资料。

以上是一个实验报告的大致结构，你可以根据实际情况和老师的要求进行适当调整和补充。

波动光学专题实验

出”，且每当间距 d 增加 λ 2 时，就有一个条纹涌出。反之，当间距由大逐渐变
小时，最靠近中心的条纹将一个一个地“陷入”中心,如图F1-4，且每陷入一个条
纹，间距的改变也为 λ 2 。因此，当M1镜移动时，若有N个条纹陷入中心，则表
明M1相对于M2′移近了
Δd = N ⋅ λ 2
（F1-3）
反之，若有N个条纹从中心涌出来时，
圆环条纹的级数 k 越高，在中心
处，i = 0 级次最高。当M1和M2′ 的间距 d 逐渐增大时，对任一级
干涉条纹 k 级，必定是以减少
cos ik 的值来满足式 (E1-2)的，故该干涉条纹间距向 ik 变大的方向
移动，即向外扩展。这时，观察者
将看到条纹好像从中心向外“涌
图 F1-4 等倾干涉条纹
2. 实验前和实验结束后，所有调节螺丝均应处于放松状态，调节时应先使之处于中间状态，以便有双向调节的余地，调节动作要均匀缓慢，认真小心，严禁用力过度，损坏仪器。
则表明 M1 相对于 M2 ′ 移远了同样的距离。如果精确地测出M1移动的距离
Δd ，则可由式( F1- 3 )计算出光源的
波长。
（2）当M1和M２′有一个很小的
夹角θ ，两反射镜之间形成一个空气
劈尖，如图F1-5 所示。当入射角 i 也
较小时，用扩展光源照射，干涉条纹

大学光学物理演示实验报告

引言：

光学物理是一门研究光的性质和行为的学科，通过实验演示可以更加直观地了

解光的特性。本报告将介绍我参与的大学光学物理演示实验，通过实验的设计

和结果分析，探讨光学物理的基本原理和应用。

实验一：光的折射现象

实验目的：

通过实验观察和测量光的折射现象，探究光在不同介质中传播的规律。

实验原理：

光在不同介质中传播时会发生折射现象，其折射角与入射角之间有一定的关系，即折射定律。折射定律可以用数学公式n1sinθ1=n2sinθ2表示，其中n1和n2

分别为两个介质的折射率，θ1和θ2分别为入射角和折射角。

实验步骤：

1. 准备一个光源、一个半透明介质（如玻璃板）和一个光屏。

2. 将光源放置在一侧，使光线通过半透明介质射向光屏。

3. 在光屏上观察到的光线方向，并测量入射角和折射角。

4. 重复实验多次，记录数据并计算折射率。

实验结果：

通过实验测量得到的数据，可以计算出不同介质的折射率。例如，当光线从空

气射向玻璃时，折射率为1.5左右。

实验分析：

通过实验观察和测量，我们可以发现光在不同介质中传播时，会发生折射现象。而折射现象的发生是由光在不同介质中传播速度的改变导致的。根据折射定律，我们可以计算出不同介质的折射率，从而进一步了解光在不同介质中的传播规律。

实验二：光的干涉现象

实验目的：

通过实验观察和测量光的干涉现象，探究光的波动性和干涉规律。

实验原理：

光的干涉是指两束或多束光波相遇时产生的干涉现象。干涉可以分为构造干涉

和破坏干涉两种情况。构造干涉是指光波叠加相长，形成明暗条纹；破坏干涉

大学物理第7章波动光学

三、衍射条纹特点分析
1、菲涅耳半波带
2
A
L
E
Biblioteka Baidu
a

A A1 A2 B
A1 A2
C
1
O

B

2
P
f
AC a sin k

2
2、衍射明暗纹条件分析
(1)中央明区（零级明纹） a sin 0 (2)暗纹（偶数个半波带）
a sin k 2k 2
a sin k
2
f
1、瑞利判据
设有两个点光源经透镜后形成了两个重叠的艾里斑,两斑中心间距 d 0.一象点的第一暗纹恰与另一象点的中央亮纹最亮处重合时,两物点恰能被光学仪器所分辨.
此时 d 0
0
d 2
1.22
f D
2、最小分辨角 0
d0
f d 2f 1.22 D
3、光学仪器分辨率最小分辨角的倒数。单位角度内能 1 D 分辨的点数。 R

2
r1
a 2 2 D x r1 2

2
a
D
r2
0
x
两式相减得：
r 2 r1r 2 r1 2ax
D a
r 2 r1 2D
ax D

“大学物理实验：光的衍射与干涉实验设计与解析”

大学物理实验：光的衍射与干涉实验设计与解析

引言

很多人对光的性质和现象都很感兴趣。在物理学的研究中，光的衍射与干涉是非常重要的实验之一。这些实验不仅能帮助我们理解光的本质，还可以揭示光的波动性质和粒子性质之间的关系。本文将围绕光的衍射与干涉实验进行设计与解析。

实验设计

实验目的

•理解光的波动性质和衍射与干涉现象

•熟悉使用光学仪器进行实验操作

•学习实验数据的测量和处理方法

实验仪器和材料

•激光或单色光源

•狭缝光栅或双缝装置

•平面镜或反射镜

•透镜或凸透镜

实验步骤

1.准备工作

•确保实验室环境光线较暗，以便观察光的衍射与干涉现象更清晰。

•仔细检查实验仪器和材料，确保其正常工作。

2.光的衍射实验

•将激光或单色光源放置在适当的位置上，发射一束光。

•在光路中插入一块狭缝光栅或双缝装置，确保光通过缝隙或双缝进入后继光路。

•使用平面镜或反射镜调整光的入射角度，使得光线垂直射向屏幕或检测器。•观察光经光栅或双缝后形成的衍射图样，并记录实验数据。

3.光的干涉实验

•将激光或单色光源放置在适当的位置上，发射一束光。

•分别在两个不同位置上插入狭缝光栅或双缝装置。

•使用平面镜或反射镜调整光的入射角度，使得光线垂直射向屏幕或检测器。•观察光经光栅或双缝后形成的干涉图样，并记录实验数据。

4.光的衍射与干涉实验的变化

•改变光源的颜色或波长，观察衍射与干涉图样的变化。

•改变光栅或双缝的尺寸或间距，观察衍射与干涉图样的变化。

•改变光的入射角度，观察衍射与干涉图样的变化。

实验解析

光的衍射

当光通过一个狭缝或障碍物时，由于波的传播性质，光会沿着波前进行弯曲传播，从而形成衍射。衍射现象可以解释为光波经过狭缝或障碍物后，波前形状的变化。

大学物理实验实验牛顿环实验

调整玻璃板的位置，使光线能够通过玻璃板上的牛顿环反射回来。
调整反射镜的高度和角度，使单色光源的光线能够垂直照射到玻璃板上。
开启单色光源并观察干涉条纹
开启单色光源，观察到明暗相间的干涉条纹。
调整光源的波长，观察干涉条纹的变化。
观察干涉条纹的分布和间距，了解干涉现象的基本原理。
使用测量显微镜和测量尺测量干涉条纹间距
了解光的干涉条件和干涉现象的基本特征，如等间距、对称分布的干涉条纹。
分析实验结果，理解影响干涉条纹清晰度和准确性的因素，提高实验技能和分析能力。
02
实验器材
Chapter
牛顿环装置
01
牛顿环装置是本实验的核心设备，由一块平凸透镜和一块平面玻璃组成，两者紧密接触并形成一系列空气薄膜。这些薄膜在受到压力时会产生弯曲，形成等距的干涉条纹。
分析实验中存在的问题与不足
问题分析
在实验过程中，我们发现由于环境光线的影响，有时会出现非牛顿环干涉条纹的干扰。此外，由于测量工具的精度限制，得到的干涉条纹间距数据存在一定的误差。
不足之处
在调整实验装置时，我们有时未能保证实验条件完全稳定，导致实验结果波动较大。此外，在数据处理过程中，我们未能充分考虑到环境温度变化对实验结果的影响。
意义。
04
数据处理与分析
Chapter

波动光学大学物理答案

习题13

13.1选择题

（1）在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是[ ]

(A) 使屏靠近双缝．

(B) 使两缝的间距变小．

(C) 把两个缝的宽度稍微调窄．

(D) 改用波长较小的单色光源． [答案：C]

（2）两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射．若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的[ ] (A) 间隔变小，并向棱边方向平移． (B) 间隔变大，并向远离棱边方向平移． (C) 间隔不变，向棱边方向平移．

(D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移． [答案：A]

（3）一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为[ ] (A) λ / 4 ． (B) λ / (4n )．

(C) λ / 2 ． (D) λ / (2n )． [答案：B]

（4）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n ，厚度为d 的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了[ ]

(A) 2 ( n -1 ) d ． (B) 2nd ． (C) 2 ( n -1 ) d +λ / 2． (D) nd ．

(E) ( n -1 ) d ． [答案：A]

（5）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n 的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ，则薄膜的厚度是［］

(A) λ / 2 ． (B) λ / (2n )． (C) λ / n ． (D) λ / [2(n-1)]． [答案：D]

波动光学大学物理答案

习题13

13.1选择题

（1）在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是[ ]

(A) 使屏靠近双缝．

(B) 使两缝的间距变小．

(C) 把两个缝的宽度稍微调窄．

(D) 改用波长较小的单色光源．

[答案：C]

（2）两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射．若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的[ ]

(A) 间隔变小，并向棱边方向平移．

(B) 间隔变大，并向远离棱边方向平移．

(C) 间隔不变，向棱边方向平移．

(D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移．

[答案：A]

（3）一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，

要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为[ ]

(A) λ / 4．(B) λ / (4n)．

(C) λ / 2．(D) λ / (2n)．

[答案：B]

（4）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n，厚度为d的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了[ ]

(A) 2 ( n-1 ) d．(B) 2nd．

(C) 2 ( n-1 ) d+λ / 2．(D) nd．

(E) ( n-1 ) d．

[答案：A]

（5）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ，则薄膜的厚度是［］

(A) λ / 2．(B) λ / (2n)．

(C) λ / n．(D) λ / [2(n-1)]．

[答案：D]

13.2 填空题（1）如图所示，波长为λ的平行单色光斜入射到距离为d 的双缝上，入射角为θ．在

大学物理第十一章波动光学习题答案

第十一章波动光学习题

11-1 在杨氏双缝实验中，双缝间距d ＝0.20 mm ，缝屏间距D ＝1.0 m ，若第2级明条纹离屏中心的距离为6.0 mm ，试求：（1）入射光的波长；（2）相邻两明条纹间的距离。

解：（1）由λk d D x =明知， λ22

.01010.63

⨯⨯= 30.610m m 600n m λ-=⨯= （2）3106.02

.010133

=⨯⨯⨯==∆-λd D x mm 11-2 在双缝装置中，用一很薄的云母片（n ＝1.58）覆盖其中的一条缝，结果使屏幕上的第7级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置。若入射光的波长为550 nm ，求此云母片的厚度。

解：设云母片厚度为e ，则由云母片引起的光程差为e n e ne )1(-=-=δ 按题意 λδ7= ∴610106.61

58.1105500717--⨯=-⨯⨯=-=n e λm 6.6=m μ 11-3 在折射率n 1＝1.52的镜头表面涂有一层折射率n 2＝1.38的MgF 2增透膜，如果此膜适用于波长λ＝550 nm 的光，问膜的最小厚度应取何值？

解：设光垂直入射增透膜，欲透射增强，则膜上、下两表面反射光应满足干涉相消条件，即

λ)2

1(22+=k e n ),2,1,0(⋅⋅⋅=k 222422)21(n n k n k e λλλ+=+=)9961993(38.14550038.125500+=⨯+⨯=k k o A

令0=k ，得膜的最薄厚度为996o A 。

11-4 白光垂直照射在空气中厚度为0.4μm 的玻璃片上，玻璃的折射率为1.50。试问在可见光范围内（λ= 400~700nm ），哪些波长的光在反射中增强？哪些波长的光在透射中增强？

大学物理光学实验报告

实验十：光栅衍射

一、实验目的

1．观察光线通过光栅后的衍射光谱。 2．学会用光栅衍射测定光波波长的方法。 3．学会用光栅衍射原理测定光栅常数。 4．进一步熟悉分光计的调整和使用方法。

二、实验仪器

分光计光栅钠光灯平面反射镜

三、实验原理

光栅是有大量的等间隔、等宽度的狭缝平行放置组成的一种光学元件。设狭缝宽度（透光部分）为a ，不透光部分为b ，则a b +为光栅常数。

设单色光垂直照射到光栅上，光透过各个狭缝后，向各个方向发生衍射，衍射光经过透镜后会聚后相互干涉，在焦平面上形成一系列的被相当宽的暗区分开的明亮条纹。

衍射光线与光栅平面的夹角称为衍射角。设衍射角为θ的一束衍射光经透镜会聚到观察屏的点。在P 点出现明条纹还是暗条纹决定于这束衍射光的光程差。

由于光栅是等宽、等间距，任意两个相邻缝的衍射光的光程差是相等的，两个相邻狭缝的衍射光的光程差为()sin a b θ+，如果光程差为波长的整数倍，在P 点就出现明条纹，即

()sin a b k θλ+=±

(0,1,2,)k =L 这就是光栅方程。

从上式可知，只要测出某一级的衍射角，就可计算出波长。

四、实验步骤

1、调整分光计。

使望远镜、平行光管和载物台都处于水平状态，

平行光管发出平行光。 2、安置光栅

将光栅放在载物台上，让钠光垂直照射到光栅

上。

可以看到一条明亮而且很细的零级光谱，左右转动望远镜观察第一、二级衍射条纹。

S 2

S 1

S 3

（）3

（）2

（）

1（）

1（）2

（）3

G

2

φ12 φ22φ3

3．测定光栅衍射的第一、二级衍射条纹的衍射角θ，并记录。

大学物理实验报告大全

大学物理实验在学习物理知识和理论的同时，也是培养学生动手能

力和科学思维的重要途径之一。以下是一些常见的大学物理实验报告，涵盖了不同领域的实验内容。

1. 实验名称：牛顿第二定律实验

实验目的：通过实验验证牛顿第二定律，探究质量、力和加速度

之间的关系。

实验步骤：通过测力计测量不同质量的物体在受力作用下的加速度，并记录数据。根据牛顿第二定律公式F = ma，计算加速度并绘制实验数据图表。实验结束后，对实验结果进行分析和讨论。

实验结论：实验结果表明质量与受力之间存在线性关系，验证了

牛顿第二定律。

2. 实验名称：杨氏模量实验

实验目的：通过实验测量材料的杨氏模量，探究材料的弹性性质。

实验步骤：通过悬挂一根细长的金属丝或弹簧，施加不同大小的

力并测量丝或弹簧的伸长量。根据胡克定律和杨氏模量的定义，计

算材料的杨氏模量。实验结束后，对实验结果进行分析和讨论。

实验结论：实验结果表明杨氏模量与材料的弹性常数和截面积有关，验证了材料的弹性性质。

3. 实验名称：迈克耳孙干涉仪实验

实验目的：通过实验观察光的干涉现象，验证光的波动性。

实验步骤：搭建迈克耳孙干涉仪，将光波通过半反射薄膜分为两

束光，让两束光相交并观察干涉条纹的形成。通过调节反射镜的位置，可以改变干涉条纹的间距和颜色。实验结束后，对实验结果进

行分析和讨论。

实验结论：实验结果表明光的波动性可以通过干涉现象得到证明，验证了光的波动性理论。

4. 实验名称：电容器实验

实验目的：通过实验研究电容器的充电过程和放电过程，探究电

荷的存储和释放。

实验步骤：搭建电容器电路，通过连接电源和电容器，观察电容

波动光学大学物理问题详解

习题13

13.1选择题

（1）在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是[ ]

(A) 使屏靠近双缝．

(B) 使两缝的间距变小．

(C) 把两个缝的宽度稍微调窄．

(D) 改用波长较小的单色光源． [答案：C]

（2）两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射．若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的[ ] (A) 间隔变小，并向棱边方向平移． (B) 间隔变大，并向远离棱边方向平移． (C) 间隔不变，向棱边方向平移．

(D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移． [答案：A]

（3）一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为[ ] (A) λ / 4 ． (B) λ / (4n )．

(C) λ / 2 ． (D) λ / (2n )． [答案：B]

（4）在迈克耳干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n ，厚度为d 的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了[ ]

(A) 2 ( n -1 ) d ． (B) 2nd ． (C) 2 ( n -1 ) d +λ / 2． (D) nd ．

(E) ( n -1 ) d ． [答案：A]

（5）在迈克耳干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n 的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ，则薄膜的厚度是［］

(A) λ / 2 ． (B) λ / (2n )． (C) λ / n ． (D) λ / [2(n-1)]． [答案：D]

大学物理实验报告模板范本实验报告

实验目的

本实验旨在帮助学生掌握物理实验基本技能，提高实验操作能力，加深对物理

基本原理和概念的理解与掌握。通过进行此次实验，旨在达到以下几点目的：

1.掌握波动理论的基本概念和量的计算方法。

2.熟练掌握实验仪器的使用方法。

3.学会正确处理实验数据并进行误差分析。

4.训练学生的合作意识和团队协作能力。

实验原理

在此实验中，我们将学习波动理论的基本原理及其在物理实验中的应用。波动

理论是物理学中的重要分支之一，其掌握对于物理实验的合理设计和数据的正确解释至关重要。

在此实验中将涉及到的波动现象有：波的传播、波的干涉、波的衍射以及驻波。学生需要熟悉这些现象的基本原理以及涉及到的相关物理量的计算方法。

实验仪器与材料

实验仪器和材料如下：

1.单缝光屏

2.双缝光屏

3.光学平台

4.激光器

5.三脚架和固定夹

6.金属尺，卷尺

7.数字计时器

8.聚焦透镜

9.光、电转换器

10.外置锁相放大器

实验步骤

1.预备工作：启动激光器，安装挡板、光学平台等设备

2.单缝干涉实验：将单缝屏放在宽缝上，调整激光器位置，获得尽可能

近似的传统干涉图。

3.双缝干涉实验：将双缝屏放在宽缝上，测量光斑间距，通过误差分析

的方法得到波长的值。

4.光衍射实验：测量单缝屏的衍射光斑大小并通过计算及实验测量得出

波长值。

5.驻波实验：通过改变反射板和微调反射角度，测量驻波波节和波腹位

置。

数据处理与分析

我们将在实验中获得很多数据,如测量波长，测量光斑的间距等。在数据处理与分析部分，我们将用这些数据来计算波长、间距以及其他有关的参数等。

大学物理(波动光学知识点总结)

04
光的偏振
偏振现象与偏振条件
偏振现象
光波在垂直于其传播方向上的振动分量，称为偏振分量。
偏振条件
光波在特定方向上的振动分量占优势时，称为偏振光。
自然光与偏振光
自然光中，光波的电矢量在各个方向上的振动概率相同；而偏振光中，光波的电矢量只沿某一特定方向振动。
偏振光的应用
光学仪器
如望远镜、显微镜等光学仪器中，常常需要利用偏振光来消除或减少光的反射和散射，提高成像质量。
通过透镜和反射镜的组合，将远处的物体成像并放大。
3
投影仪
利用透镜和光源，将图像投影到屏幕上，用于教学和展示。
光学通信
光纤通信
利用光的全反射原理，通过光纤传输信号，具有传输容量大、损耗低、保密性好等优点。
自由空间光通信
通过激光在空气中传输信号，具有抗电磁干扰、传输距离远等优点。
光学传感
光纤传感器
光的偏振
光波的电矢量或磁矢量在某一方向上的振动，表现为光的偏振现象。
波动光学的应用
光学仪器制造
干涉和衍射原理用于制造各种光学仪器，如显微镜、望远镜、照相机等。
光学信息处理
利用干涉和衍射原理进行光学信息处理，可以实现图像增强、图像恢复等功能。
光学通信
利用光的干涉和衍射原理进行光学通信，可以实现高速、大容量的信息传输。