北京交通大学波动光学大学物理实验(实验结果分析)
大学物理中的波动光学光的衍射和干涉现象
大学物理中的波动光学光的衍射和干涉现象大学物理中的波动光学：光的衍射和干涉现象波动光学是大学物理中的一门重要课程，研究光的传播与干涉、衍射、偏振等现象。
其中，光的衍射和干涉是波动光学中的两个重要现象。
本文将对光的衍射和干涉进行详细讨论和解析，并探讨其在实际应用中的重要性。
一、光的衍射现象光的衍射是指光通过狭缝或障碍物后的传播过程中，光波的干涉和折射产生的现象。
当光波通过一个狭缝时，光波会在狭缝的边缘发生弯曲，进而产生波动的干涉效应。
这个过程称为光的衍射。
光的衍射现象在日常生活中有各种各样的应用。
例如，CD、DVD 和蓝光碟等光盘的读写原理就是基于光的衍射现象。
光的衍射也被广泛应用于显微镜、望远镜和天文学的观测中，使我们能够更清晰地观察微观和宇宙中的远处物体。
二、光的干涉现象光的干涉是指两个或多个光波相互叠加产生干涉的现象。
当两束或多束光波相遇时，它们会发生叠加干涉现象，形成交替出现明暗的干涉条纹。
这种现象称为光的干涉。
光的干涉现象在很多实验中都有应用。
例如，杨氏双缝干涉实验就是利用光的干涉现象来观察和研究波的性质。
干涉技术还被广泛应用于光学测量、图像处理和激光干涉等领域。
干涉技术的应用使得我们可以实现高精度测量、光栅分析和光学干涉计等。
三、衍射与干涉的区别与联系尽管光的衍射和干涉是两个不同的现象，但它们之间有着紧密的联系。
首先，光的衍射和干涉都是由于光波的波动性质而产生的。
其次，它们都是波动光学中干涉和折射效应的体现。
不同之处在于，光的干涉是多个光波相互叠加产生的干涉现象，而光的衍射是光通过狭缝或障碍物后的波动干涉和弯曲现象。
此外，光的干涉通常需要明确的相位差和干涉构成条件，而光的衍射则更多地受到波长、狭缝尺寸和物体形状的影响。
无论是光的衍射还是干涉，在物理学的研究和实际应用中都起着重要的作用。
无论是在光学器件设计、成像技术还是光学测量中，都需要充分理解和应用这些光学现象。
同时，通过对光的干涉和衍射的研究，我们可以更深入地了解光与物质相互作用、光的传播特性和波动性质等问题，有助于推动光学科学和技术的发展。
波动光学专题实验
§ 8.1 干涉测量专题
光的干涉是重要的光学现象之一，是光的波动性的重要实验依据。两列频率 相同、振动方向相同且相位差恒定的相干光在空间相交区域将会发生相互加强或 减弱现象，即光的干涉现象。光的波长虽然很短(在 10-7m量级)，但干涉条纹的间 距和条纹数却很容易用光学仪器测得。根据干涉条纹数目和间距的变化与光程差、 波长等的关系式，可以推出微小长度变化(光波波长数量级)和微小角度变化等， 因此干涉现象在照相技术、测量技术、平面角检测技术、材料应力及形变研究等 领域有着广泛的应用。
光的本性是光学研究的重要课题，微粒说和波动说两种理论的争论构成了光 学发展史中最具魅力的风景线。波动光学的体系初步形成于 19 世纪初。1801 年 托马斯·杨（Thomas Yong）圆满地解释了薄膜颜色和双缝干涉现象，并第一次成 功地测定了光的波长。1819 年菲涅尔（A.J. Fresnel）实验观察到光通过障碍物 后的衍射图样，并补充了惠更斯原理，形成了人们熟知的惠更斯-菲涅尔原理，圆 满地解释了光的干涉和衍射现象，以及光的直线传播等现象，奠定了波动光学的 基础。此后，麦克斯韦（J.C. Maxwell）、赫兹（H.R. Hertz）等人进一步完善了 光的电磁理论。
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
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。
大学物理光学实验报告(一)
大学物理光学实验报告（一）引言概述:本实验报告旨在介绍和分析大学物理光学实验的结果和观察。
通过对不同光学现象和装置的研究，我们能够更好地理解光的性质和光学实验的原理。
正文内容:I. 單色光干涉實驗A. Young's Double-Slit干涉實驗1. 描述Young's Double-Slit干涉實驗裝置2. 觀察到的干涉條紋現象3. 分析干涉條紋之間的距離與波長的關係4. 探討干涉條紋的明暗交替原因B. Lloyd's Mirror干涉實驗1. 解釋Lloyd's Mirror干涉實驗的原理2. 觀察到的干涉圖案3. 討論干涉圖案的變化與鏡面角度的關係4. 探討Lloyd's Mirror干涉實驗的應用II. 衍射實驗A. 單狹縫衍射實驗1. 描述單狹縫衍射實驗的裝置2. 觀察到的衍射條紋現象3. 分析衍射條紋的寬度與狹縫寬度的關係4. 探討單狹縫衍射實驗的應用B. 焦鏡和接區衍射實驗1. 介紹焦鏡和接區衍射實驗的原理2. 觀察到的衍射圖案3. 討論不同焦距的透鏡的影響4. 探討焦鏡和接區衍射實驗的應用III. 偏振實驗A. 偏振光通過偏振片的實驗1. 描述偏振光通過偏振片的裝置2. 觀察不同角度的偏振片的現象3. 分析不同偏振片的透光情況4. 探討偏振片在光學設備中的應用B. 雙折射實驗1. 解釋雙折射現象的原理2. 觀察不同材料的雙折射現象3. 討論雙折射在電子顯示器等設備中的應用4. 探討雙折射的應用在光學儀器中的重要性IV. 電磁波的反射和折射實驗A. 描述反射實驗裝置B. 觀察到的反射現象C. 分析反射角和入射角的關係D. 描述折射實驗裝置E. 觀察到的折射現象F. 分析入射角、入射光速度和折射光速度的關係V. 光的干涉技術在科學和工程中的應用A. 干涉技術在干涉式顯微鏡中的應用B. 干涉技術在光柵中的應用C. 干涉技術在光纖傳輸中的應用D. 干涉技術在光學儀器校準中的應用E. 干涉技術在光學表面檢測中的應用結論:通过本次实验的各个部分，我们对光学实验的原理和现象有了更深入的理解。
北京交通大学物理演示实验
力学部分1. 滚摆一、演示目的1. 通过滚摆的滚动演示机械能守恒；2. 演示滚摆的平动、转动动能之和与重力势能之间的转换。
二、原理重力作用下滚摆的运动是质心的平动与绕质心的转动的叠加，其动力学过程的计算可用质心运动定理和质心角动量定理。
滚摆的受力如图1所示，其动力学方程组如下：解得滚摆从静止开始下落，下落高度为h.质心平动动能为：绕质心转动动能为：总动能为：由此可知，重力势能变成了质心的平动动能与绕质心的转动动能，总机械能守恒。
三、装置滚摆四、现象演示1 调节悬线，使滚摆轴保持水平，然后转动滚摆的轴，使悬线均匀绕在轴上（绕线不能重叠）。
当滚摆到达一定高度，使轮在挂线悬点的正下方，放手使其平稳下落。
2 在重力作用下，重力势能转化为轮的转动动能。
轮下降到最低点时，轮的转速最大，转动动能最大；然后又反向卷绕挂绳，转动动能转化为重力势能，轮的转速减小，位置升高。
如此可多次重复直至停止。
五、讨论与思考：1 分析滚摆下落速度(平动)与位置高度的关系；2 分析滚摆上下平动的周期与轴径的关系；3 分析滚摆上下平动的周期与滚摆质量的关系；4 分析滚摆上下平动的周期与滚摆转动惯量的关系。
2. 茹科夫斯基椅一、演示目的定性观察合外力矩为零的条件下，物体系统的角动量守恒。
二、原理质点系绕定轴转动时，若其所受到的合外力矩为零，则质点系的角动量守恒，L＝Jw＝恒量。
因为内力矩不会影响质点系的角动量，若质点系在内力的作用下，质量分布发生变化，从而使绕定轴转动的转动惯量改变，则它的角速度将发生相应的改变以保持总角动量守恒。
本实验的对象是手持哑铃坐在轮椅上的操作者，若哑铃位置改变，则操作者及轮椅系统的转动惯量改变，从而系统角速度随之改变。
三、装置茹科夫斯基椅四、现象演示1 操作者坐在可绕竖直轴自由旋转的椅子上，手握哑铃，两臂平伸。
2 其他人推动转椅使转椅转动起来，然后操作者收缩双臂，可看到操作者和椅的转速显著加大。
两臂再度平伸，转速复又减慢。
波动与光学实际应用案例分析
波动与光学实际应用案例分析波动是物理学的一个重要概念，广泛应用于各个领域，尤其在光学领域中有着重要的实际应用。
本文将通过分析几个光学中的实际案例，探讨波动的应用和影响。
一、光的干涉与衍射1. 折射现象在光学中，折射现象是光从一种介质传播到另一种介质时发生的现象，由于介质的不同密度造成光线的折射，其中的波动性质起到关键作用。
例如，光在从空气进入水中时会发生折射，这就是由光波的波长和介质的折射率决定的。
2. 杨氏双缝干涉实验案例杨氏双缝干涉实验是干涉现象的典型案例，通过实验可以观察到光波的干涉和衍射效应。
当一束光通过一个有两个狭缝的屏幕时，产生的干涉图样会显示出亮暗交替的条纹。
该实验证明了光的波动性质，以及波动对光的传播和干涉的影响。
3. 衍射光栅衍射光栅是光学中常见的实际应用之一。
它是由一系列等间距的狭缝组成的，通过光线的衍射和干涉现象来实现光的分光。
衍射光栅广泛应用于光谱仪、光通信等领域，通过波动的干涉效应，将光分成不同波长的色光，实现光信号的传输和分析。
二、激光技术1. 激光切割和焊接激光技术在工业领域中有广泛的应用，特别是在切割和焊接领域。
激光的波动性质使得它可以成为一种高精度、高能量的切割和焊接工具。
通过控制激光的功率和聚焦度，可以实现对材料的精确切割，同时激光焊接也可以做到小型化和高效率。
2. 激光医疗激光在医疗领域中也有广泛的应用，特别是在眼科、皮肤科等领域。
激光的波动特性使其能够精确地聚焦光束，用于杀灭或切除异常细胞，治疗疾病。
例如，激光在近视手术中可以通过改变角膜曲率来矫正视力，成功应用于临床。
三、光纤通信光纤通信是一种基于光的信号传输技术，利用光的波动性实现高速、远距离的信号传输。
光纤通信采用了光的折射和衍射原理，通过光纤中的光波的反射和折射来实现信号的传输。
波动性的特性使得光信号可以以光的速度在光纤中传播，并且减少了信号传输的损耗和干扰。
结论综上所述，波动在光学中有着重要的实际应用。
精选-大学物理波动光学总结
大学物理学波动光学的学习总结（北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院131715班北京 100191）摘要：文章就大学物理学中的波动光学中的核心部分包括干涉，衍射，偏振部分的知识做了梳理，并就对推动波动光学理论建立的光学实验做了总结性的介绍和研究。
关键词：波动光学干涉衍射偏振实验19世纪初，人们发现光有干涉、衍射、和偏振等现象。
例如，在日常生活中常可看到在太阳光的照耀下，肥皂泡或水面的油膜上会呈现出色彩绚丽的彩色条纹图样；又如，让点光源发出的光通过一个直径可调的圆孔，在孔后适当位置放置一屏幕，逐渐缩小孔径，屏幕上上会出现中心亮斑，周围为明暗相间的圆环形图案等等。
这些现象表明光具有波动性，用几何光学理论是无法解释的。
由此产生了以光是波动为基础的光学理论，这就是波动光学。
19世纪60年代，麦克斯韦建立了光的电磁理论，光的干涉，衍射和偏振现象得到了全面说明。
本文将从光的干涉衍射和偏振来讨论光的波动性以及波动光学中的经典实验。
一、光的干涉1.光波定义光波是某一波段的电磁波，是电磁量E和H的空间的传播.2.光的干涉定义满足一定条件的两束(或多束)光波相遇时，在光波重叠区域内，某些点合光强大于分光强之和，在另一些点合光强小于分光强之和，因而合成光波的光强在空间形成强弱相间的稳定分布，称为光的干涉现象，光波的这种叠加称为相干叠加，合成光波的光强在空间形成强弱相间的稳定分布称为干涉条纹，其中强度极大值的分布称为明条纹，强度极小值的分布称为暗条纹.3.相干条件表述两束光波发生相干的条件是:频率相同，振动方向几乎相同，在相遇点处有恒定的相位差.4.光程差与相位差定义两列光波传播到相遇处的光程之差称为光程差;两列光波传播到相遇处的相位之差称为相位差.5.双光束干涉强度公式表述在满足三个相干条件时，两相干光叠加干涉场中各点的光强为式子中，相位差保持恒定，若021I I I ==则6.杨氏双缝千涉实验实验装置与现象如图1所示，狭缝光源S 位于对称轴线上，照明相距为a 的两个狭缝1S 和2S ，在距针孔为D 的垂轴平面上观察干涉图样，装置放置在空气(n=1)中，结构满足θθtan sin ,,≈≥≤x D D d .在近轴区内，屏幕上的是平行、等间距的明暗相间的直条纹，屏幕上P 点的光程差δ为相应明暗纹条件是\干涉条纹的位置是式中，整数k 称为干涉级数，用以区别不同的条纹.7.薄膜干涉实验装置如图2所示，扩展单色光源照射到薄膜上反射光干涉的情况，光源发出的任一单条光线经薄膜上下两个面反射后，形成两条光线①、②，在实验室中可用透镜将它们会聚在焦平面处的屏上进行观察，在膜的上下两个表面反射的两束光线①和②的光程差为二、光的衍射1.光的衍射现象定义一束平行光通过一狭缝K，在其后的屏幕上将呈现光斑，若狭缝的宽度比波度大得多时，屏幕E上的光斑和狭缝完全一致，如图3 Ca)所示，这时可成光沿直线传播的;若缝宽与光波波长可以相比拟时，在屏幕E上的光斑亮度虽然降低，但光斑范围反而增大，如图3 Cb)所示的明暗相间的条纹，这就是光的衍射现象，称偏离原来方向传播的光为衍射光.2.惠更斯一菲涅耳原理表述任何时刻波面上的每一点都可以作为子波的波源，从同一波面上各点发出的子波在空间相遇时，可以相互叠加产生干涉.3.菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射定义光源到障碍物，或障碍物到屏的距离为有限远，这类衍射称为菲涅尔衍射:光源到障碍物，以及障碍物到屏的距离都是无限远，这时入射光和衍射光均可视为平行光，这类衍射称为夫琅禾费衍射.三、光的偏振1.光的偏振性定义光波是电磁波，其电矢量称为光矢量，在垂直于传播方向的平面内，光矢量E可能具有的振动状态(矢量端点的轨迹)，称为光的偏振态.光矢量的振动方向与光传播方向所组成的平面称为振动面.2.偏振光定义振动方向具有一定规则的光波，称为偏振光。
波动光学实验报告
一、实验目的1. 理解波动光学的原理，掌握光的干涉、衍射和偏振现象。
2. 通过实验验证波动光学的基本原理，加深对光学知识的理解。
3. 培养学生的实验操作能力和分析问题的能力。
二、实验原理波动光学是研究光的波动性质的科学，主要研究光的干涉、衍射、偏振现象以及光与物质的相互作用。
本实验主要验证以下原理：1. 干涉现象：当两束相干光波相遇时，它们会相互叠加，形成干涉条纹。
干涉条纹的间距与光的波长和两束光之间的距离有关。
2. 衍射现象：当光波通过一个障碍物或狭缝时，会发生衍射现象。
衍射条纹的间距与光的波长和障碍物或狭缝的尺寸有关。
3. 偏振现象：光波是一种横波，可以通过偏振片使光波的电矢量振动方向限定在一个平面内。
通过观察偏振光的变化，可以验证光的偏振现象。
三、实验仪器与设备1. 激光器2. 双缝干涉装置3. 衍射光栅4. 偏振片5. 光屏6. 光具座7. 刻度尺8. 计时器四、实验步骤1. 干涉实验（1）将激光器发出的光通过扩束镜，使其成为平行光。
（2）将平行光照射到双缝干涉装置上，调整双缝间距，使干涉条纹清晰可见。
（3）观察并记录干涉条纹的位置、间距和亮度。
2. 衍射实验（1）将激光器发出的光通过光栅，使光发生衍射。
（2）调整光栅角度，观察并记录衍射条纹的位置、间距和亮度。
3. 偏振实验（1）将激光器发出的光通过偏振片，使其成为偏振光。
（2）调整偏振片角度，观察并记录偏振光的变化。
五、实验数据与分析1. 干涉实验（1）根据实验数据，计算干涉条纹的间距。
（2）根据干涉条纹的间距和光的波长，验证干涉现象。
2. 衍射实验（1）根据实验数据，计算衍射条纹的间距。
（2）根据衍射条纹的间距和光栅的尺寸，验证衍射现象。
3. 偏振实验（1）根据实验数据，观察偏振光的变化。
（2）根据偏振光的变化，验证光的偏振现象。
六、实验结论1. 通过干涉实验，验证了光的干涉现象，加深了对波动光学原理的理解。
2. 通过衍射实验，验证了光的衍射现象，加深了对波动光学原理的理解。
大学物理波动光学总结
大学物理波动光学总结引言波动光学是大学物理中的一门重要课程，研究光的传播和干涉衍射现象。
本文将对大学物理中的波动光学进行总结和归纳，内容包括光的波动性质、干涉现象、衍射现象等。
光的波动性质光既具有粒子性质又具有波动性质，可以通过以下实验证明：- 杨氏双缝实验：将一个点光源照射到一个有两条细缝的屏幕上，观察到在屏幕背后的墙上出现一系列亮暗相间的干涉条纹。
实验证明光的干涉现象，说明光具有波动性质。
- 光的衍射现象：光通过某个孔洞或物体边缘时，会沿着扩散波的方式传播，形成衍射图样。
光的衍射现象同样证明了光的波动性质。
干涉现象干涉是两个或多个波相遇时产生的现象，具有以下特点： 1. 干涉是波动性质的直接表现，只有至少两束波才能产生干涉现象。
2. 干涉分为相干干涉和非相干干涉。
相干干涉是指波源的频率和相位相同或相近，非相干干涉指波源的频率和相位差异较大。
3. 干涉现象包括等厚干涉、薄膜干涉、牛顿环等。
等厚干涉等厚干涉是在等厚体（如平行板）两个表面之间形成的干涉现象，具有以下特点： - 干涉条纹的间距是由波长、介质折射率差和等厚体厚度决定的。
- 等厚干涉的应用包括测量薄膜厚度、判断材料性质等。
薄膜干涉薄膜干涉是在薄膜表面和基底表面之间形成的干涉现象，具有以下特点： - 薄膜干涉的颜色随着入射光的颜色和薄膜厚度的改变而改变。
- 薄膜干涉的应用包括光学镀膜、光学仪器等领域。
牛顿环牛顿环是一种由大气中的薄膜产生的干涉现象，具有以下特点： - 牛顿环是由于光的不同波长在大气中的衍射和干涉引起的。
- 牛顿环的中心位置与基座材料的折射率有关，可用于测量折射率。
衍射现象衍射是波传播过程中遇到障碍物或传播介质发生扰动时发生的现象，具有以下特点： 1. 衍射现象是波动性质的直接表现，与波的传播方式密切相关。
2. 衍射现象包括单缝衍射、双缝衍射、衍射光栅等。
单缝衍射单缝衍射是在缝隙较小的板上通过光时产生的衍射现象，具有以下特点： - 单缝衍射的衍射图样主要包括中央最亮的主极大和两侧的次级最暗区。
大学物理中的波动光学光的干涉与衍射现象
大学物理中的波动光学光的干涉与衍射现象波动光学是大学物理中的重要部分，它主要研究光的干涉与衍射现象。
本文将从光的波动性质入手，探讨光的干涉与衍射的基本原理，以及相关实验和应用。
一、光的波动性质在大学物理中，我们学习到光既可以被看作是粒子，又可以被看作是波动。
光的波动性质表现在它的传播过程中，比如光的折射、反射等现象。
对于波动光学来说，最重要的性质是干涉与衍射。
二、光的干涉现象光的干涉指的是两束或多束光波相遇时产生的干涉现象。
干涉现象有两种主要类型：射频中心干涉和干涉条纹。
光的干涉可以用杨氏双缝实验进行说明。
在杨氏双缝实验中，光通过一个狭缝后，再通过两个互相平行的狭缝。
当光通过双缝后，会出现干涉现象，形成一系列明暗相间的干涉条纹。
三、光的衍射现象光的衍射指的是光通过一个遮挡缝隙或物体边缘时产生的弯曲现象。
衍射可以用夫琅禾费衍射实验进行说明。
在夫琅禾费衍射实验中，光通过一个狭缝后，衍射到一个屏幕上。
屏幕上出现一系列从中心扩散的亮暗交替的衍射条纹。
四、干涉与衍射的应用干涉与衍射现象不仅仅是物理实验的现象，还有广泛的应用。
比如在光学仪器中，干涉仪常用于测量光的波长和折射率。
干涉仪还可以用于光的分光和干涉图样的观察。
另外，衍射也有很多实际应用，比如衍射光栅可以用于光谱仪和激光衍射，而衍射现象也与X射线衍射、电子衍射等相关。
五、总结波动光学中的干涉与衍射现象是大学物理中的重要内容。
光的干涉指的是两束或多束光波相遇时产生的干涉现象，而光的衍射指的是光通过一个遮挡缝隙或物体边缘时产生的弯曲现象。
干涉与衍射现象不仅仅是实验现象，还有广泛的应用。
在光学仪器和其他领域中，干涉与衍射的原理被应用于测量、观察和研究等方面，对于我们深入了解光的性质具有重要意义。
总之，光的干涉与衍射现象是大学物理中的重要内容，通过对干涉与衍射的研究，我们可以更好地理解光的波动性质，也能够将这些原理应用于实际生活中的各个领域。
通过深入学习和实践，我们可以进一步发掘干涉与衍射的潜力，为光学科学的发展做出更大贡献。
北交大物理演示实验报告
北交大物理演示实验报告北交大物理演示实验报告一、引言在物理学的学习过程中，实验是不可或缺的一部分。
通过实验，我们可以直观地观察到物理现象，并验证理论模型的正确性。
本次实验是在北交大物理实验室进行的一系列物理演示实验，旨在帮助学生更好地理解和掌握物理学的基本概念和原理。
二、实验一：牛顿摆牛顿摆是一个简单而重要的物理实验，通过摆的运动来研究力学中的重力和周期运动。
在实验中，我们通过调整摆的长度和质量，观察摆的周期与摆长的关系。
实验结果表明，摆长越大，周期越长，这符合摆的周期公式T=2π√(L/g)，其中T为周期，L为摆长，g为重力加速度。
三、实验二：杨氏模量杨氏模量是描述固体材料弹性性质的重要参数。
在实验中，我们使用一根细长的金属丝，通过悬挂不同负重来测定其伸长量。
根据胡克定律，应力与应变成正比，即F/A=EΔL/L0，其中F为受力，A为横截面积，E为杨氏模量，ΔL为伸长量，L0为原始长度。
通过实验数据的处理和计算，我们可以得到金属丝的杨氏模量。
四、实验三：光的折射光的折射是光学中的重要现象，也是实验室中常见的实验之一。
在实验中，我们使用一个透明的均匀介质，如玻璃，观察光线从空气进入介质后的折射现象。
根据斯涅尔定律，光线在两个介质界面上的入射角和折射角之间满足n1sinθ1=n2sinθ2，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。
通过实验，我们可以验证斯涅尔定律，并计算出介质的折射率。
五、实验四：电磁感应电磁感应是电磁学中的重要现象，也是实验室中常见的实验之一。
在实验中，我们使用一个线圈和一个磁铁，通过改变磁铁与线圈的相对运动来观察感应电流的产生。
根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，线圈中将会产生感应电流。
通过实验，我们可以验证法拉第电磁感应定律，并研究感应电流与磁通量变化的关系。
六、实验五：声音的共振声音的共振是声学中的重要现象，也是实验室中常见的实验之一。
在实验中，我们使用一个空气柱和一个音叉，通过调节空气柱的长度来观察共振现象。
波动光学大学物理问题详解
习题1313.1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]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．在图中的屏中央O 处(O S O S 21=)，两束相干光的相位差为________________． [答案：2sin /d πθλ]（2）在双缝干涉实验中，所用单色光波长为λ＝562.5 nm (1nm ＝10-9 m)，双缝与观察屏的距离D ＝1.2 m ，若测得屏上相邻明条纹间距为∆x ＝1.5 mm ，则双缝的间距d ＝__________________________．[答案：0.45mm]（3）波长λ＝600 nm 的单色光垂直照射到牛顿环装置上，第二个明环与第五个明环所对应的空气膜厚度之差为____________nm ．(1 nm=10-9 m)[答案：900nm ]（4）在氏双缝干涉实验中，整个装置的结构不变，全部由空气中浸入水中，则干涉条纹的间距将变 。
物理实验技术中的波动实验实验结果数据分析方法
物理实验技术中的波动实验实验结果数据分析方法导言波动理论是物理学中的重要部分，涵盖了光、声、水波等多个领域。
在波动实验中，合理的数据分析方法对于正确解读实验结果至关重要。
本文将介绍一些常用的波动实验中的数据分析方法。
1. 波长测量方法在波动实验中，测量光、声或水波的波长是一项基本任务。
有几种常用的方法可以实现波长的测量。
首先是简单的双目标法。
通过调整两个目标的距离，使得目标在观察者的视野中正好相隔一个波长的整数倍，然后测量目标之间的距离，即可得到波长值。
其次是迈克尔逊干涉仪法。
在干涉仪中，通过调整其中一个反射镜的位置尺寸，观察干涉图的改变，从而得到波长。
最后是利用光栅测量波长。
光栅是一种具有周期性结构的光透明介质，可以将入射光分散成不同方向的衍射光。
通过计算出衍射光的位置和角度，可以得到波长值。
2. 相位差测量方法在波动实验中，相位差是一个重要的参数。
相位差可以通过不同方法进行测量。
一种常见的方法是利用干涉现象测量相位差。
例如，在斯托克斯吉尔斯纹实验中，可以通过观察两个波源的干涉图案来测量相位差。
通过调整两个波源的距离或强度，观察干涉图案的变化，可以获得相位差的信息。
另一种方法是利用晶体的光学性质进行相位差测量。
例如，在厚度相位差测量中，通过测量透过晶体的光的偏振状态的改变，可以得到相位差的信息。
3. 频率测量方法对于波动实验中的频率测量，可以使用多种方法进行。
一种方法是利用谐振腔。
通过调整腔的长度或形状，并观察在不同频率下的响应，可以得到频率的测量值。
另一种方法是利用频率计。
通过将波动信号输入频率计中，可以直接得到频率的值。
4. 实验误差处理方法在波动实验中，由于各种因素的影响，实验结果可能存在误差。
因此，正确处理实验误差是非常重要的。
一种处理实验误差的方法是通过重复实验并计算平均值。
通过多次重复实验，可以减小测量误差的影响，并得到更准确的结果。
另一种方法是使用统计学方法进行误差分析。
例如，可以使用方差分析来确定测量结果的可靠性，并计算误差范围。
北交大物理演示实验感想
物理实验感想物理课安排的两次演示实验分别是“力热振动波动光”和“电磁近代”。
整个实验课非常有意思，通过实验，加深了我对一些物理知识点的进一步了解，也使得自己更好地掌握物理知识，整个实验课非常有意义。
力热振动波动光中的部分实验除了验证了一部分在高中；已经知道的物理现象外，比如像蛇形摆，弹性磁撞球，以及横波纵波传播这些。
还接触到了一些新的知识，高中我们知道动量、动能守恒，通过这次力热振动波动光中相关实验后，我还了解到角动量守恒这一定律。
当时自己坐在可绕竖直转轴自由旋转的茹可夫斯基转椅上，双手各握一个哑铃，两臂平伸。
使转椅转动起来，然后收缩双臂，可看到明显感觉到自己和椅子的转速显著加大。
两臂再度平伸，转速减慢。
这正是因为绕固定转轴转动的物体的角动量等于其转动惯量与角速度的乘积，且当外力矩等于零时，角动量守恒。
即：对一固定点o,质点所受的合外力矩为零,则此质点的角动量矢量保持不变。
因此在没有外加作用的情况下（重力在此过转轴，不提供外力矩），改变转动惯量就可以改变转动的速度。
当人收缩双臂时，转动惯量减小，因此角速度增加。
所以才有了自己再实验中的出现的现象。
相比于“力热振动波动光”演示实验，电磁近代实验显得更惊险有趣一些，“记忆金属”、“动力发电”、“磁悬浮车”、“3D动画”、“法拉第笼”…每一个实验都非常有趣。
当然，在欣赏实验的神奇之处外，老师也向我们讲解了实验原理。
而有些实验现象虽然相同，但却运用了不同的物理技术，像“3D”电影的物理技术有线偏振技术和圆偏振技术。
在使用线偏振眼镜看立体电影时，眼镜应始终保持处于水平状态，使水平偏振镜片看到水平偏振方向的图像，而垂直偏振镜片看到垂直偏振方向的图像。
如果眼镜略有偏转，垂直偏振镜片就会看见一部分水平方向的图像，水平偏振镜片也会看见一部分垂直方向的图像，左、右眼就会看到明显的重影。
而圆偏振光偏振方向是有规律的旋转着的，它可分为左旋偏振光和右旋偏振光，它们相互间的干扰非常小，因此圆偏振光镜片基本不受旋转角度的影响。
北京交通大学大学物理实验(二)
第二讲
2012.4. 7
1
本次课程内容
第一阶段实验小结 第二阶段实验介绍 下阶段选课安排和考试 考试、 下阶段选课安排和考试、考核说明 开放实验室介绍 物理实验竞赛介绍
2
۩ 第一阶段 基础实验小结
一、力学实验
1、 杨氏模量的静态法测量 、 2、 刚体转动惯量的测量 、
20
3、 数字类（数字电表，数字毫秒计，信号发生器） 、 数字类（数字电表，数字毫秒计，信号发生器） ——记录到最后 个单位； 记录到最后1个单位 记录到最后 个单位； 计算：直接测量量（如计算平均值）、间接测量量的 计算：直接测量量（如计算平均值）、间接测量量的 ）、 运算按运算法则及舍入规则确定。 运算按运算法则及舍入规则确定。 误差：不确定度（绝对误差） 误差：不确定度（绝对误差）取1位； 位 相对不确定度（相对误差）可以取2位 相对不确定度（相对误差）可以取 位。
二、电学实验
1、滑线变阻器特性研究及测量二极管伏安特性 、 2、示波器的使用 、 三、光学实验 1、等厚干涉测量与读数显微镜使用 、 2、分光计的调整与使用 、
3
一、力学实验
1、学习基本物理量——长度（包括微小长度）、 、学习基本物理量 长度（ 长度 包括微小长度）、 质量、时间的测量。 质量、时间的测量。 2、学习数据处理的基本方法——列表法、图解法。 、学习数据处理的基本方法 列表法、 列表法 图解法。 3、学习误差处理方法——直接测量、间接测量、 、学习误差处理方法 直接测量、 直接测量 间接测量、 测量结果的不确定度估算；有效数字及其运算。 测量结果的不确定度估算；有效数字及其运算。 4、学会使用基本测量仪器——用钢卷尺、游标卡 、学会使用基本测量仪器 用钢卷尺、 用钢卷尺 千分尺测量长度；用秒表（机械表、数字表、 尺、千分尺测量长度；用秒表（机械表、数字表、 电子毫秒计）测量时间；用物理天平测量质量。 电子毫秒计）测量时间；用物理天平测量质量。
大学物理波动光学
大学物理波动光学摘要：波动光学是大学物理课程中重要的组成部分，主要研究光的波动性质及其在介质中的传播规律。
本文主要介绍了波动光学的基本概念、波动方程、干涉现象、衍射现象、偏振现象以及光学仪器等，旨在为读者提供系统的波动光学知识，为进一步学习和研究打下基础。
一、引言波动光学是研究光波在传播过程中所表现出的波动性质的科学。
光波是一种电磁波，具有波动性、粒子性和量子性。
波动光学主要关注光的波动性质，研究光波在介质中的传播、反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象。
波动光学在科学技术、工程应用、日常生活等领域具有广泛的应用，如光纤通信、激光技术、光学仪器等。
二、波动方程波动方程是描述波动现象的基本方程。
光波在真空中的传播速度为c，介质中的传播速度为v。
波动方程可以表示为：∇^2E(1/c^2)∂^2E/∂t^2=0其中，E表示电场强度，∇^2表示拉普拉斯算子，t表示时间。
该方程描述了光波在空间和时间上的传播规律。
三、干涉现象1.极化干涉：当两束相干光波在空间某点相遇时，它们的电场矢量方向相同，相互加强，形成明条纹；当电场矢量方向相反，相互抵消，形成暗条纹。
2.非极化干涉：当两束相干光波在空间某点相遇时，它们的电场矢量方向垂直，相互叠加，形成干涉条纹。
四、衍射现象衍射现象是光波传播过程中遇到障碍物或通过狭缝时产生的现象。
衍射现象的本质是光波的传播方向发生改变，使得光波在空间中形成干涉图样。
衍射现象可以分为菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射两种：1.菲涅耳衍射：当光波通过狭缝或障碍物时，光波在衍射角较小的情况下发生的衍射现象。
菲涅耳衍射的衍射图样与狭缝或障碍物的形状、大小以及光波的波长有关。
2.夫琅禾费衍射：当光波通过狭缝或障碍物时，光波在衍射角较大的情况下发生的衍射现象。
夫琅禾费衍射的衍射图样与狭缝或障碍物的形状、大小以及光波的波长有关。
五、偏振现象偏振现象是光波在传播过程中，电场矢量在空间某一方向上振动的现象。
偏振光具有方向性，其电场矢量只在一个特定方向上振动。
大学物理光学演示实验报告
大学物理光学演示实验报告反射光学显微镜的原理及应用这一次我们的物理演示实验的内容是光学，刚一踏进光学演示实验室，我就一下子被各种各样的实验仪器以及那些奇妙的实验现象所吸引。
因为是光学实验，屋子比较昏暗，这更增加了实验带给我们的神秘感。
首先，老师用一个很简单的小道具为我们上演了一出硬币消失的小魔术，让我们顿时起了很大兴趣，这种教学手段有很好的诱导效果。
然后老师为我们逐一讲述了各个演示实验的实验原理以及仪器的使用方法。
每当其妙的光学现象出现的那一刻，我都会享受到科学世界带给我的乐趣。
给我留下比较深刻印象的的是反射光学显微镜。
课后我又对这种仪器进行了较为深入的探究，对它的原理和应用有了比较清楚的认识。
【工作原理】反射光学显微镜又可称为体视显微镜、实体显微镜或操作和解剖显微镜。
是一种具有正像立体感的目视仪器。
其光学结构原理是由一个共用的初级物镜，对物体成像后的两个光束被两组中间物镜亦称变焦镜分开，并组成一定的角度称为体视角一般为12度--15度，再经各自的目镜成像，它的倍率变化是由改变中间镜组之间的距离而获得，利用双通道光路，双目镜筒中的左右两光束不是平行，而是具有一定的夹角，为左右两眼提供一个具有立体感的图像。
它实质上是两个单镜筒显微镜并列放置，两个镜筒的光轴构成相当于人们用双目观察一个物体时所形成的视角，以此形成三维空间的立体视觉图像。
它的成像特点为：视场直径大、焦深大这样便于观察被检测物体的全部层面；虽然放大率不如常规显微镜，但其工作距离很长；像是直立的，便于实际操作，这是由于在目镜下方的棱镜把象倒转过来的缘故。
【使用方法】体视显微镜在使用前需要进行调校，调校主要有：调焦，视度调节，瞳距调节和灯泡更换几个步骤。
下面分别进行说明。
调焦：将工作台板放入底座上的台板安装孔内。
观察透明标本时，选用毛玻璃台板；观察不透明标本时，选用黑白台板。
然后松开调焦滑座上的紧固螺钉，调节镜体的高度，使其与所选用的物镜放大倍数大体一致的工作距离。
大学物理波动光学总结
大学物理波动光学总结光学是物理学中的一个重要分支，涉及到光的传播和相互作用。
其中，波动光学是光学中的一块重要内容。
波动光学研究的是光的波动性质，探究光的传播和现象。
1. 光的波动性质光既可以被看作粒子，也可以被看作波动。
然而，在波动光学中，我们主要探究的是光的波动性质。
光的波动包括波长、频率、振幅等方面。
波长是指光波的一个周期所对应的距离。
频率则代表了单位时间内光波的周期数。
振幅是指光波振动的最大值。
2. 光的干涉现象光的干涉是波动光学研究领域中的重要内容。
干涉是指两个或多个光波叠加形成干涉图样的现象。
干涉现象可以分为两种类型：建立在同一光源上的相干光干涉和来自不同光源的非相干光干涉。
在干涉实验中，我们通常会使用干涉仪来观察干涉现象，如杨氏双缝实验、劈尖实验等。
3. 杨氏双缝实验杨氏双缝实验是波动光学中著名的实验之一，用于研究光的干涉现象。
实验中，一束单色光射在一块挡板上，挡板上有两条细缝。
通过这两条细缝，光波通过后形成干涉图样。
干涉图样具有一系列亮纹和暗纹，亮纹表示光的干涉增强区域，暗纹则表示光的干涉减弱或完全抵消的区域。
4. 劈尖实验劈尖实验也是一个常见的波动光学实验，用于研究光的干涉现象。
该实验中，一束单色光通过一个小孔射到屏幕上，形成一个波前。
在波前上放置一个劈尖，劈尖上有一只细缝。
细缝缝宽约为光的波长数量级，从而使光通过细缝后发生衍射，形成一系列干涉图样。
通过这些干涉图样，我们可以研究光的波动性质。
5. 衍射现象衍射是波动光学中的重要现象之一。
通过衍射实验，可以观察到光波通过细缝等物体后，逐渐分散出来，形成一系列交替的明暗区域。
这些明暗区域就是衍射图样。
衍射图样的形态取决于光的波长、衍射物体的大小和形状。
6. 光的偏振现象在波动光学中，我们还需要了解光的偏振。
光的偏振是指光波中的电矢量在空间中的偏振方向。
常见的光偏振现象有线偏振光和圆偏振光。
线偏振光是指光波中的电矢量在空间中只沿一个方向振动；而圆偏振光则是指电矢量在空间中以圆周方式振动。