杨氏双缝干涉实验
光的干涉实验
光的干涉实验光的干涉实验是指利用两束或多束光波的干涉现象来研究光的性质和波动理论的一种实验方法。
在光的干涉实验中，通过光波的相位差和波源的几何构型改变，可以观察到不同的干涉图样，从而深入了解光的特性。
一、杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是最经典、最基础的光的干涉实验之一。
该实验用一条单色光通过两个狭缝，产生干涉条纹。
实验的装置包括光源、狭缝、透镜和幕府等。
具体实验步骤如下：1. 设置光源：选取一条单色光源，如激光，确保光线是单色的。
2. 准备狭缝：将两个狭缝设置在一定的距离上，使得它们平行并且等间距。
3. 准备接收屏幕：在狭缝的后方设置一个接收屏幕，用以接收和观察干涉条纹。
4. 调整狭缝位置：调整两个狭缝的位置，使得它们与光源、接收屏幕保持同一直线。
5. 观察干涉条纹：通过接收屏幕可以观察到明暗相间的干涉条纹。
二、洛伦兹衍射实验洛伦兹衍射实验是另一种应用光的干涉现象进行研究的实验方法。
该实验利用了光的波动性和光的相位差来观察物体的衍射现象。
具体实验步骤如下：1. 准备装置：将一条单色光通过一个矩形孔，使光通过窄缝后被衍射。
2. 调整矩形孔尺寸：调整矩形孔的尺寸，使其能够产生明确的衍射现象。
3. 观察衍射图样：通过观察衍射图样，可以判断出光的波动性以及被衍射物体的特性。
三、杨氏薄膜干涉实验杨氏薄膜干涉实验可以用来研究光在薄膜上的干涉现象。
此实验基于薄膜两侧折射率不同而引起的相位差，进而产生干涉图样。
实验步骤如下：1. 准备薄膜：选择一种透明的薄膜，如气泡或玻璃板等。
2. 设置光源：将单色光源照射到薄膜上，使其产生干涉现象。
3. 调整观察角度：调整观察薄膜的角度，可以观察到不同的干涉图样。
4. 观察干涉图样：通过观察薄膜上的干涉图样，可以推测出薄膜的性质及其与光的相互作用。
结论光的干涉实验是研究光波特性和波动理论的重要实验方法之一。
通过杨氏双缝干涉实验、洛伦兹衍射实验和杨氏薄膜干涉实验等实验方法，可以深入了解光的波动性和光与物体相互作用的过程。
杨氏双缝干涉实验
亚洲 非洲 五洲四海
瑞典 瑞士 瑞雪 祥瑞
士兵 士气 战士 勇士
舒缓 舒服 舒展 舒心
启发 启迪 启示 开启
特殊 悬殊 殊途同归
步骤 骤雨 暴风骤雨
跋涉 涉足 跋山涉水
疲劳 疲倦 筋疲力尽
政府 行政 财政
踏步 踏青 脚踏实地
救人 救命 救死扶伤
载客 载重 满载而归
同义词 特殊——特别 疲劳——劳累
听到消息后，居民们纷纷 走出家门，冒着料峭的春寒，顶 着满天飞舞的大雪，踏着冻得坚 硬的山路，四处寻找冻僵的燕子。
贝蒂不在乎
乎
，更不在乎
。
，也不在 ， 只在乎
我想对贝蒂说几句话，再写下来。
我想对贝蒂说……
请保护鸟，保护所有的 生灵，尊重所有的生命，因
为我们同在一个地球上。
欧洲 东欧 欧元 西欧
欧 洲
欧
瑞
洲
士
骤降
长途跋涉
饥寒交迫
濒临死亡
这年春天，成千上万只燕子从南 方飞回北方时，在瑞士境内遇到了麻 烦。当地气温骤降，风雪不止，几乎 所有昆虫都被冻死了。燕子经过长途 跋涉，已经非常疲劳，再加上找不到 食物，饥寒交迫，濒临死亡。
读读下面的句子,说说从带横线的词 语中体会到了什么。
反义词 温暖——寒冷
连一连
舒适的 特殊的 飞舞的 料峭的 冻僵的
客人 空调车 大雪 燕子 春寒
我会认
欧洲 欧元 欧美 亚洲 非洲 美洲 瑞雪 瑞士 启程 启迪 启动 特殊 悬殊 殊荣 骤降 骤雨 步骤 跋涉 濒临 濒危 覆盖 覆灭 天翻地覆 车厢 包厢 厢房
zhòu bá shè 骤然 跋涉
bīn fù
xiāng
濒临 覆盖 车厢
杨氏双缝干涉实验
杨氏双缝干涉实验纵观光的干涉现象，他具有非常漫长的发展历史，其原因是光波的波长非常短。
1801年，英国物理学家托马斯·杨用杨氏双缝干涉实验证明了干涉现象。
他让太阳光通过一个小针孔S ，然后在距离针孔S 相当远的距离处，。
通过这再让光通过2个针孔S 1及S 2。
通过这2个针孔S 1及S 2的球面光波发生干涉，从而在观察屏上形成变化的对称状图样。
因为光源太阳非常远，所以入射于S 孔的光波波前是平面波前。
在这个实验中，一个波前被分为两个波前，从而得到两束干涉光束。
如图1，在垂直于纸平面的方向置一小孔S ，由一定距离处的单色光源（通常采用钠光灯）照明通过针孔S 后的光再通过两针孔S 1和S 2。
S 1和S 2平行于S ，也垂直于纸平面。
S 1和S 2距离约半毫米，并且他们到S 的距离相等。
由S 1和S 2辐射的波将在像屏L 上出现干涉图样。
由图中可以看出，该装置的光程差?r = r 2- r 1，可得?r=0dy r 当?r=02k dy 2=r 2k+12λ?±λ?±?? 干涉加强（）干涉削弱（k=0，1，2……）（1）由（1）式我们可以求得：00r k d y=r 2k+12d ?±λλ?±??明纹中心（）暗纹中心（k=0，1，2……）（2）图1 杨氏双缝干涉实验示意图由（2）式可以求得相邻明（暗）条纹间距为0r y=dλ?。
所以杨氏双缝实验所成的干涉图像为平行与缝的等亮度，等间距，明暗相间的条纹。
当挡住S 1和S 2任何一个，明暗条纹消失，这证明了光的波动性。
因此杨氏双缝干涉实验是光的波动性的结论性证明。
如果用太阳光代替单色光，则出现彩色条纹。
杨氏双缝干涉实验全版.ppt
解 白光经蓝绿色滤光片后，只有蓝绿光。
波长范围21 100 nm
平均波长 1 2 490nm
2
1 440 nm 2 540 nm
2 1 100 2 1 980
条纹开始重叠时有 k2 ( k 1)1
k 1 1
0
2 1
k=4,从第五级开始无法分.辨.。...
例7 单色光照射到相距为0.2mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1m。 求（1）从第一条明纹到同侧旁第四明纹间的距离为7.5mm，求单色光的波长；
（2）若入射光的波长为600nm，求相邻两明纹的距离。
解（1）根据双缝干涉明纹分布条件： x k D
d
明纹间距：
x1、4
x4
x1
D
d
(k4
k1)
k 0，1，2，
得： dx1、4
D(k4 k1)
将 d=0.2mm，x1，4 =7.5mm，D =1000mm 代入
上式
0.2 7.5
5104 mm 500nm
1、 杨氏双缝干涉实验装置
光程差
2a
x D
k
干涉加强
2、干涉条纹
明纹公式 x k D
2a
暗纹公式 x (2k 1) D
..。..
4a
k 0,1,2,
3 干涉条纹形状及间距
明纹条件 暗纹条件
x k D
x
2a (2k 1)
D
4a
k 0,1,2,
相邻两条明纹或暗纹的距离：
x
观察屏 暗纹 +2级 +1级 0级亮纹
1000 (4 1)
（2）由
x D
d
x D 1000 6104 3.0mm
11-2杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜
D
物理学
第五版
11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜
例2 如图 离湖面 h = 0.5 m处有一电磁波接 收器位于 C ，当一射电星从地平面渐渐升 起时， 接收器断续地检测到一系列极大 值 . 已知射电星所发射的电磁波的波长为 20.0 cm,求第一次测到极大值时，射电星 的方位与湖面所成角度. 2
D 1 6 107 3 x 3 10 m 3m m 3 d 0.2 10
12
物理学
第五版
11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜
[例题]用薄云母片（n=1.58）覆盖在杨氏双缝的其中一条 缝上，这时屏上的零级明纹移到原来的第七级明纹处。 如果入射光波长为5500Å，问云母片的厚度为多少？
[例题]杨氏双缝的间距为0.2mm，距离屏幕为1m。 (1)若第一到第四明纹距离为7.5mm，求入射光波长
（2）若入射光的波长为 6000 A 求相邻两明纹的间距。 解：
D x k d
x1, 4
k 0,1,2,
D x4 x1 k 4 k1 d
d x1,4 0.2 103 7.5 103 7 5 10 m 5000 A D k4 k1 1 4 1
2
物理德镜
剖面图
r1
r2 单 缝 双 缝
X I
屏
3
物理学
第五版
2）定量分析 S1 d S2
r1
X d 0.5mm 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 P
C
r
r2
若：n=1 D
x
D d
在 r2 上截取 PC r1
r r 2 1 O d sin d tan
B3-2杨氏双缝干涉实验
(1.51)d5 d106m
例8 钠光灯作光源，波长 0.5，8屏9与m 3双缝的距离
D=500mm,(1)d=1.2mm和d=10mm,相邻明条纹间距分别
为多大？（2) 若相邻明条纹的最小分辨距离为0.065mm,能
分辨干涉条纹的双缝间距是多少？
解 ｛1｝d= 1.2 mm
例2、根据条纹移动求缝后所放介质片的厚度
当双缝干涉装置的一条狭缝S1后面盖上折射率为n=1.58
的云母片时，观察到屏幕上干涉条纹移动了9个条纹间距，
已知波长λ=5500A0，求云母片的厚度。
P
S1 r1
x
d S2
r2
O
解：没有盖云母片时，零级明条纹在O点； 当S1缝后盖上云母片后，光线1的光程增大。 由于零级明条纹所对应的光程差为零，所以这时零级明条
d
可利用此公式求波长
一般称到达屏上某点的两条相干光线间的夹角为相干光束
的会聚角，记为
当 dD 且 x, yD 有 d D
P
S1
r1
x
则 e
d
r2
O
S2
条纹间距正比于相干光的波长，反比于相干光束的会聚角
任何两条相邻的明（或暗）条纹所对应的光程差之差一定
等于一个波长值。 m (m1) 2 上式中的m为干涉条纹的级次。
例3 一双缝装置的一个缝为折射率1.40的薄玻璃片遮盖，另 一个缝为折射率1.70的薄玻璃片遮盖，在玻璃片插入以后， 屏上原来的中央极大所在点，现在为原来的第五级明纹所占
据。假定λ=480nm，且两玻璃片厚度均为t，求t值。
解：两缝分别为薄玻璃片遮盖后，两束相干光到达O点处
的光程差的改变为
P
杨氏双缝干涉
k 1,2,.....
2）、用波程差表示： k 0,1,2,3.....
d sin
2k .....加强(明).....
x2 d. {(2k 1) 减弱(暗).......(12.8)
D2
k——条纹级次
k 1,2,3.....
3
（2）干涉明纹和暗纹中心的位置： 1）明纹中心的位置：
x D k D ......(12 9) k 0,1,2,.....
d
d
2）暗纹中心的位置：
x D (2k 1) D ......(12 10) k 1,2,3,.....
d
d2
3）k=0时,x 0即在屏中央出现明纹—称为零级
明纹。
如D、不变，而d减小，某级条纹的位置如何
变化？
明纹： k (整数级)
暗纹：(2k-1)/2(半整数级) 5
观察屏
x
（4）相邻两明纹或相邻两暗纹间的距离：
亮纹位置:
xk
D d
k
xk 1
D d
(k
1)
暗纹 +2级
+1级
0级亮纹 -1级 -2级
相邻亮纹间距:
x
xk 1
xk
D d
相邻两明纹中心或相邻两暗纹中心间的距离：
x
D d
.........(12.11)
（2）、相位差: 2 ......(1)
——相干光的波长。
2
2、干涉明暗条纹的位置和条件：
· （1）、干涉明暗条纹的条件：
r1
Px x
1）、用相位差表示：
k 0,1,2,.....
d
r2
r
D
x o x0
杨氏双缝干涉实验
x k D 明纹中心
2a
k0,1,2,
x0 0 中央明纹
x1
D
2a
一级明纹
D
x2 a
二级明纹┄┄
2a
x D
(2k
1)
2
干涉减弱
x(2k1)D
4a
暗纹中心 k0 ,1 ,2 ,
x1
D
4a
一级暗纹
x2
3D
4aa
二级暗纹 ┄┄
2a x k 干涉加强
a
12
例4、
a
13
例5、
a
14
二、分波阵面干涉的其他实验
1.菲涅耳双面镜
M1
s1
d
s2
sL
o
M2
D
a
P
15
2.劳埃德镜
P'
P
s1
d
s2
ML
D
当P移动到P/时屏与反射镜M接触,由于半波损失,接触处为暗纹。
d x k 加强
D2
明纹x公 （ k式 -1） D
2d
a
16
总结杨氏双缝干涉
k = -2 k = -1 k =0
k =1
k =2
a
9
暗纹公式
d
x D
(2k 1)
2
x(2k1)D
2d
第五级暗纹 k 4
x 9D
2d
注意：当缝间距为d时
暗纹公式 x(2k1)D k =1,2,3…
2d
明纹公式 x k D
d
k =0,1,2,3…
条纹间距
a
x
D
d
10
a
11
杨氏双缝干涉
d' ( 2k 1) d 2
k 0,1,2,
暗纹
4
1、明、暗条纹的位置
x
p
d' x k 明纹 d
d' x ( 2k 1) 暗纹 d 2
x
d
d'
x
o
k 0,1,2,
2、相邻明（暗）条纹的间距
d' d' d' x xk 1 xk ( k 1) k d d d
11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜
一 杨氏双缝干涉实验 （1801年）
光 源
s1
*
s2
1
一 杨氏双缝干涉实验
d
实 验 装 置
s1
r1
r2
d'
B
p
s
x
o
o
s2
r
波程差 r r2 r d sin 1
d ' d
x r d d'
2
实 s1 s 验 o 装 s 2 置 r 1 2
1、明、暗条纹的位置
p
d' x k 明纹 d
d' x ( 2k 1) 暗纹 d 2 k 0,1,2,
x
d
x
o
d'
2、相邻明（暗）条纹的间距
d' x d
19
例3 如图 离湖面 h=0.5m处有一电磁波接收器 位于 C ，当一射电星从地平面渐渐升起时， 接收器断续地检测到一系列极大值 . 已知射 电星所发射的电磁波的波长为20.0cm,求第一 次测到极大值时，射电星的方位与湖面所成 的角度.
杨氏实验与双缝干涉
杨氏实验与双缝干涉杨氏实验和双缝干涉是物理学中重要的实验现象，揭示了光的波动性。
通过这两个实验，科学家们深入研究了光的性质以及波动理论。
本文将对杨氏实验和双缝干涉进行介绍和解释。
杨氏实验，也被称为杨氏干涉实验，是由英国科学家托马斯·杨于1801年首次进行的实验。
这个实验通过将一束单色光引入一块波动性较强的金属板，光在金属板上发生衍射现象，形成一系列亮暗相间的光纹条纹。
这些纹条可以用于测量光的波长以及其他光学性质。
杨氏实验证明了光有波动性，支持了波动理论的观点。
而双缝干涉实验是另一个重要的实验，它是由托马斯•杨于1801年进行的。
这个实验使用两个极其接近的缝隙，将一束单色光照射到通过缝隙后，在屏幕上形成干涉条纹。
这些条纹是由光的波长和缝隙间距共同决定的，如果波长和间距匹配，会形成明暗相间的条纹，这个现象被称为干涉。
这个实验进一步证实了光的波动性，并帮助科学家们研究光波的性质和行为。
这两个实验的解释可以用波动理论来进行。
波动理论认为，光是一种电磁波，具有波长、频率和振幅等特性。
光的传播可以像水波一样。
当光遇到一个障碍物，比如狭缝或物体边缘时，它会发生衍射现象。
衍射可以解释杨氏实验和双缝干涉中观察到的光的波纹现象。
双缝干涉实验证实了波动性是光的本质特性之一，同时引发了一些重要的研究和发现。
例如，当科学家进行实验时，他们发现当光通过双缝时，光的干涉模式与它通过单个缝隙或多个缝隙时不同。
这个发现引发了对光的粒子性和波粒二象性的深入研究。
其结果被归纳为“光是既有波动性又有粒子性”。
杨氏实验和双缝干涉的应用范围非常广泛。
它们不仅在光学领域中有重要应用，还用于物理学和量子力学中的相关研究。
通过对干涉现象的观察和分析，科学家们可以研究光的波动性和特性，也可以应用到其他波动现象的研究中。
总结起来，杨氏实验和双缝干涉是物理学中两个重要的实验现象，它们揭示了光的波动性质，证实了光同时具有粒子性和波动性。
通过这些实验的研究，我们可以更深入地了解光的本质以及物理学中的其他相关问题。
杨氏双缝干涉
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。
双缝干涉和杨氏实验
双缝干涉和杨氏实验双缝干涉和杨氏实验是光学中非常重要的实验现象，它们揭示了光的波动性质以及波粒二象性。
本文将介绍双缝干涉和杨氏实验的原理和应用。
1. 双缝干涉的原理双缝干涉是指当光通过两个细缝时，产生干涉现象。
根据惠更斯-菲涅尔原理，每个点上的波前都可以看作是一系列次波前的相干叠加。
当光通过两个细缝时，来自两个缝的次波前会相互干涉。
当两个次波前相位差为整数倍的波长时，干涉将会加强，形成明纹；而当相位差为半波长时，干涉将会减弱，形成暗纹。
2. 双缝干涉的实验装置与观察双缝干涉的实验装置通常由一个光源、两个细缝和一个屏幕构成。
光源会发出一束光线，经过两个细缝后，在屏幕上形成干涉图样。
在实验中，观察者会注意到在屏幕上出现了一系列交替的明暗条纹。
明条纹对应着光强较强的区域，暗条纹对应着光强较弱的区域。
并且，随着屏幕与光源或细缝之间的距离的变化，干涉图样也会发生变化。
3. 杨氏实验的原理杨氏实验是通过光的衍射现象来研究光的性质的实验。
它使用一个单缝，将光通过单缝后，在屏幕上观察光的衍射图样。
当光通过一个细缝时，光波会在细缝的边缘发生弯曲并衍射出去，形成一系列衍射条纹。
根据衍射的原理，较远处的条纹较接近中心，而较近处的条纹则较远离中心。
4. 杨氏实验的实验装置与观察杨氏实验的实验装置通常由一个单缝、一个光源和一个屏幕构成。
光通过单缝后，在屏幕上形成一系列交替的明暗条纹。
在实验中，观察者会注意到在屏幕上出现了一系列明暗交替的条纹。
这些条纹的间距由光的波长和单缝宽度决定。
并且，随着光源与屏幕之间距离的变化，条纹的间距会发生变化。
5. 双缝干涉和杨氏实验的应用双缝干涉和杨氏实验作为重要的光学实验现象，被广泛应用于光学研究和科学教育中。
在光学研究中，双缝干涉和杨氏实验可以用来测量光的波长、研究光的衍射特性以及检验光的相干性。
这些实验为光学理论的发展提供了重要的实验数据。
在科学教育中，双缝干涉和杨氏实验常被用作直观展示光的波动性质和波粒二象性。
杨氏双缝干涉实验报告
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。
杨氏双缝干涉实验
，
k=o,土L±2
亮纹中心位置
x =1
o —(2k +
1)—,
k
=
0,±1,±2
...暗纹中心位置
2a 2
干涉条纹的分布：
亠
由亮纹条件：当k = 0时，x = 0 中央亮纹
当k = 1时，x = — 2第一亮纹 2 a 当k = 2时，x = £■ 22第二是纹 2a 由暗纹条件：当k = 0时，x =—-第一暗纹 2 a 2
—3】 当k = 1时，x = — -2第二暗纹
2a2
杨氏干涉条纹是等Biblioteka 距的，相邻亮（或暗） 条纹间距都为
A D C, 7 1、2 D c 7 人
X（k + 1）---2k —
2a 2 2a 2 =，2 -=丝
22 2 2 2
杨氏干涉条纹的特点：中央亮条纹；条纹是等间距的,
相邻亮（或暗）条纹间距都为 也；中心。对称分布。
2a
若用白色光源，则干涉条纹是彩色的。
Ll»ll III II 丨 &=-
k
=
一3 k = -1 k = -2
k
=
1
7kk==2
3
D2 ' =新 2* 2
2a
应用： 如测出第k级亮条纹中心相对于。的距离x,则由a 和 D可求得光波的波长。
讨论
条纹间距Ax =学（蓦=1） 2a
1） a.D 一定时，若人变化，则本将怎样变化?
a a
o
—IS__ K—--- D ---八->
>
此-r1 = (r； + /1)(r2 一
I)= 4ax
将两式相减，得
12-2杨氏双缝干涉实验劳埃德镜实验
D 一条缝，用纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则【 】
（A）产生红色和蓝色两套干涉条纹； （B）条纹的宽度发生变化； （C）干涉条纹的亮度发生变化； （D）不产生干涉条纹。
例、在双缝干涉实验中，双缝与屏的距 D=1.2m，双缝间距为d=0.45mm，若测得屏 上干涉条纹相邻明条纹的间距为1.5mm，求 光源发出的单色光的波长。
x l 9
d x
D
例、在杨氏双缝干涉实验中，将整个装置放置于
B 折射率为n 的透明液体介质中，则【 】
（A）干涉条纹的间距变宽； （B）干涉条纹的间距变窄； （C）干涉条纹的间距不变； （D）不再发生干涉现象。
例、一双缝干涉装置，在空气中观察到相邻明条 纹间距为1mm，若将整个装置放置于折射率为4/3 的水中，则干涉条纹的间距变为____3_m_m_____。
r1
P
r2
例、在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距d=0.5mm，双 缝与屏相距D=0.5m，若以白光入射，求：
（1）分别求出白光中波长为1＝400nm和2＝600nm
的这两种光的干涉条纹间距。 （2）这两种波长的光的干涉条纹是否会发生重叠？ 如果可能，第一次重叠的是第几级明纹？重叠处距离 中央明纹多远？
4
例、在杨氏双缝干涉实验中SS1＝SS2，用波长为 的单色光照射双缝S1、S2，通过空气后在屏幕上形 成干涉条纹，已知P点处为第三级明条纹，则S1、S2 到P点的波程差为__3___；若将整个装置放置于某种 透明液体中，P点处变为第四级明纹，则该液体的 折射率为n =_4__/ 3__。
S1
S S2
】
（A）中央明纹也向下移动，且条纹间距不变；
（B）中央明纹向上移动，且条纹间距不变；
双缝干涉和杨氏实验
双缝干涉和杨氏实验双缝干涉和杨氏实验是光学领域中重要的实验现象，它们揭示了光的波动性质和波动光学现象。
双缝干涉实验是通过两个非常接近的狭缝让光通过后产生明暗相间的干涉条纹，而杨氏实验则是通过单缝产生的光线在屏幕上形成一系列明暗相间的干涉条纹。
这两个实验都展示了光的波动特性以及波动光学理论的应用。
双缝干涉实验首先由托马斯·杨提出，并于1801年被扬内/弗雷诺等学者首次实验确定。
双缝干涉现象是光的波动性的重要表现之一，在实验中，通过一个光源照射到两个非常接近且相距适当的狭缝处，产生出的光经过两个狭缝后在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。
这种干涉现象的出现是由于光的波动性质导致的，光波在通过狭缝后会形成一系列光明和暗淡的波峰和波谷，通过叠加产生出条纹。
在双缝干涉实验中，当两个狭缝之间的距离足够小，光的波动效应就会在屏幕上形成清晰的明暗条纹。
这些条纹的间距与波长有关，根据双缝干涉实验的公式，可以通过测量条纹间距来计算出光的波长。
这项实验证明了光的波动性质，也成为光学研究中的重要实验之一。
与双缝干涉实验相类似的是杨氏实验，它也是一种光的波动性实现。
杨氏实验是由杨振宁提出的，它是利用单缝来产生干涉现象的实验。
在杨氏实验中，通过单缝让光通过后，在屏幕上产生一系列明暗相间的干涉条纹。
这些条纹的出现是由单缝的波动性质导致的，光波通过单缝后会发生弯曲、衍射和干涉等现象，从而形成条纹。
杨氏实验的原理和双缝干涉实验类似，通过测量条纹间距可以计算出光的波长，进而研究光的波动性质。
杨氏实验的出现也丰富了光学研究的实验手段，为研究光的波动性提供了重要的实验依据。
总的来说，双缝干涉和杨氏实验都是光学领域中重要的实验现象，它们揭示了光的波动性质和波动光学现象。
通过这两个实验的研究，人们对光的本质有了更深入的了解，也为光学领域的研究和发展提供了重要的实验基础。
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——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。
杨氏双缝干涉实验
杨氏双缝干涉实验
例12.1 用单色光照射相距0.4mm的双缝，缝屏间距 为1m.(1)从第1级明纹到同侧第5级明纹的距离1为0 6 mm，求此单色光的波长；(2)若入射的单色光波长为 4000Å的紫光，求相邻两明纹间的距离；(3)上述两种 波长的光同时照射时，求两种波长的明条纹第1次重 合在屏幕上的位置，以及这两种波长的光从双缝到该 位置的波程差.
饱 经 风 霜 的岁 月，留 痕在父 亲那双 宽厚而 温暖的 手掌， 手上的 伤口和 粗糙的 纹 路 ， 仿 佛 崇山峻 岭般一 望无际 。衰老 ，震撼 在我心 灵的脆 弱，那 棵精神 上的支
柱 ， 希 望 永 远不会 被风华 。 我 是 泰 山 的女 儿，传 承着厚 实与无 华，自 然少了 诱人的 玫瑰， 依然绽 放着寒 梅 的 深 邃 ； 我流淌 着大海 的血液 ，炽热 与温馨 着不悔 的人生 ，自然 少了飞 向天空
杨氏双缝干涉实验
一、杨氏双缝干涉实验
实
s1
验 装 置
s dM
s2
D d
r1
r2
D
1
P
x
o
E
波程差 r2r1dsindtandD x
杨氏双缝干涉实验
s1
s dM
r1
r2
P
x
o
2
s2
D
E
r2 r1
k
(2k 1)
2
x
k D
d
(2k
1)
DБайду номын сангаас
d2
干涉加强
k0,1,2,
干涉减弱
明纹
k 0 ,1 ,2 ,
xD d1 44 10 1 0 4 71 10 31.0m m
杨氏双缝干涉
3、用微测目镜测出干涉条纹的间距 x，双缝到微测目镜焦平面上叉丝分化板的距离D。
六、数据处理
利用已知双缝间距，在把测出的 x和D代入到公式 中求出波长 。把实验值和真实值进行比较，并找出误差原因。
杨氏双缝干涉
、实验目的
观察双缝干涉现象及测量光波波长
二、实验原理
用两个点光源作光的干涉实验的典型代表，是杨氏实验。杨氏实验以简单的装置和巧妙的构思就实现普通光源来做干涉，它不仅是许多其它光学的干涉装置的原型，在理论上还可以从中提许多重要的概念和启发，无论从经典光学还是从现代光学的角度来看，杨氏实验都具有十分重要的意义。
图九
七、实验报告要求
根据实验测试进行记录和数据处理，并分析实验现象。
八、注：多缝板的规格。
附图4杨氏实验原理图
参看附图4，设两个双缝S1和S2的间距为d，它们到屏幕的垂直距离为D（屏幕与两缝连线的中垂线相垂直）。
假定S1和S2到S的距离相等，S1和S2处的光振动就是具有相同的相位，屏幕上各点的干涉强度将由光程差 决定。为了确定屏幕上光强极大和光强极小的位置，选取直角坐标系o-xyz，坐标系的原点O位于S1和S2连线的中心，x轴的方向为S1和S2连线方向，假定屏幕上任意点P的坐标为（x,y,D），那么S1和S2到P点的距离r1和r2分别写为：
相干条纹的间距为 (5)
变换可得：
式中：d——两个狭缝中心的间距
λ——单色光波波长
D——双缝屏到观测屏（微测目镜焦平面）的距离
这就是本实验所要使用的原理公式。从实验中测得D，d以及 x，即可由上式算出 。
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P
强
M1 s L
P
s1
2a
M
s1
2a
x
s2
o M2
s2
D
D
例6 在杨氏实验装置中，采用加有蓝绿色滤光片的白光 光源，它的波长范围为 = 100 nm，平均波长为 = 490 nm. 试估算从第几级开始，条纹将变得无法分辨。
解 白光经蓝绿色滤光片后，只有蓝绿光。
波长范围21 100 nm
1.菲涅耳双面镜
P
M1
sL
s1 Biblioteka ds2oM2
D
2.劳埃德镜
P'
P
s1
d
s2
ML
D
当P移动到P/时屏与反射镜M接触,由于半波损失,接触处为暗纹。
加
d
x
D2
k
明纹公式x （k - 1）D
2d
总结杨氏双缝干涉
加
d
x D
k
明 纹公 式x k D
d
条纹间距 x D d
强
加
2a
x D
2
k
明纹公式x （k - 1）D
分波面与分振幅
一、 杨氏双缝干涉
1、 杨氏双缝干涉实验装置
双缝
红 观察屏 白
s
s1
2ao
s2
r1
B p光 光
r2
x入 入
o射 射
D
D 2a
2a
D
x
2、干涉条纹
r2 r1 r
s 2asin
D 2a
s1
2a
o
r1
r2
p
x
o
sin tan x / D
2a tan 2a x
s 2 r
k =1
k =2
暗纹公式
d
x D
(2k
1)
2
x (2k 1) D
2d
第五级暗纹 k 4
x 9D
2d
注意：当缝间距为d时
暗纹公式 x (2k 1) D k =1,2,3…
2d
明纹公式 x k D
d
k =0,1,2,3…
条纹间距 x D
d
例3、 中央明纹上移
例4、
例5、
二、分波阵面干涉的其他实验
平均波长 1 2 490nm
2
1 440 nm 2 540 nm
2 1 100 2 1 980
条纹开始重叠时有 k2 ( k 1)1
k 1 1
0
2 1
k=4,从第五级开始无法分辨.
例7 单色光照射到相距为0.2mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1m。 求（1）从第一条明纹到同侧旁第四明纹间的距离为7.5mm，求单色光的波长；
1000 (4 1)
（2）由
x D
d
x D 1000 6104 3.0mm
d 0.2
光程差
2a
x D
k
干涉加强
2、干涉条纹
明纹公式 x k D
2a
暗纹公式 x (2k 1) D
4a
k 0,1,2,
3 干涉条纹形状及间距
明纹条件 暗纹条件
x k D
x
2a (2k 1)
D
4a
k 0,1,2,
相邻两条明纹或暗纹的距离：
x
观察屏 暗纹 +2级 +1级 0级亮纹
Δx 间距：条纹均匀分布，等间距。
（2）若入射光的波长为600nm，求相邻两明纹的距离。
解（1）根据双缝干涉明纹分布条件： x k D
d
明纹间距：
x1、4
x4
x1
D
d
(k4
k1)
k 0，1，2，
得： dx1、4
D(k4 k1)
将 d=0.2mm，x1，4 =7.5mm，D =1000mm 代入
上式
0.2 7.5
5104 mm 500nm
形状：明暗相间的直条纹(平行于缝)
-1级 -2级
级次：中间条纹级次低,以0级明纹为中心，两边对称。
4 白光入射（多种波长光） 0级明纹为白色， 其余明纹为彩色条纹 。 k级彩色亮纹所在的位置坐标
同一级波长越长x越大，越向外扩展 红 紫 红紫 白 紫红 紫 红
k = -2 k = -1 k =0
D
D
2a x k
D
干涉加强
x k D
2a
明纹中心
k 0,1,2,
x0 0
x1
D
2a
D
x2 a
┄┄
中 一 二
2a
x D
(2k
1)
2
干涉减弱 x (2k 1) D
4a
暗纹中心 k 0,1,2,
央一 级 二 级 x1
D
4a
x2
3D
4a
┄┄
一、杨氏双缝干涉
1、 杨氏双缝干涉实验装置